Fu costruita durante il XVII secolo. Tuttavia era originariamente dedicata alla Vergine Maria ed a sant'Anna. La riconsacrazione della chiesa al culto di san Domenico è avvenuta verso l'inizio del XIX secolo dopo la demolizione del precedente edificio dei domenicani.

La facciata è in stile classico in pietra divisa in due ordini e presenta forti analogie con la facciata della Chiesa di San Giuseppe Calasanzio di Cagliari. Il campanile, in cotto, risale al XVIII secolo. L'interno è a navata unica fiancheggiata da alcune cappelle. Le decorazioni richiamanti temi biblici sono di G. B. Gianni, architetto lombardo.

Nella prima cappella a destra vi sono rappresentate le storie del figliol prodigo e la cacciata dal paradiso terrestre di Adamo ed Eva, sulla volta vi è raffigurata il sacrificio di Isacco da parte di Giobbe. Nella seconda cappella vi è la nascita e l'annunciazione della Madonna. Delle cappelle a sinistra è stata affrescata soltanto la prima con le storie di san Martino. La pala di san Giuseppe Calasanzio è stata dipinta nel 1790 da Giacinto Diana. Il quadro del santissimo rosario è stato dipinto da Giacomo Farelli nel 1679. Il pulpito è realizzato con intarsi di radica, mentre l'altare è in marmo policromo. L'organo risale al settecento. La navata ha la volta a botte in cui vi è un'ellisse che simula una cupola. Dal presbiterio si accede al museo diocesano d'arte sacra.