È il principale resto archeologico medievale di Torino. Subì molti restauri prima di essere riportata alle sue originarie caratteristiche gotiche. La costruzione è iniziata nel 1227 e poi ampliata dopo la seconda metà del secolo. All'interno si possono vedere dei frammenti di affreschi della fine del Trecento.

Ha come caratteristica specifica quella di essere l'unica chiesa medioevale di stile gotico della città sopravvissuta fino ai giorni nostri e, insieme alla chiesa della Consolata, si può considerare uno dei luoghi di culto più antichi della città. Le altre chiese di quel periodo furono rimaneggiate nel corso della grande espansione urbanistica che Torino ha conosciuto nel XVII e XVIII secolo.

Entrando, si nota subito la pianta a tre navate, con altari laterali in entrambe le navate, e con due cappelle che fiancheggiano il coro e l'altar maggiore. Quella di sinistra, detta Cappella delle Grazie, è stata affrescata verso la metà del XIV secolo da un artista noto come Maestro di San Domenico. Sulle due pareti laterali e su quella centrale, nel registro inferiore, sono rappresentati i dodici apostoli mentre nelle lunette, da sinistra a destra, sono rappresentati: la Majestas Domini, L' Annunciazione, e San Tommaso presenta alla Vergine tre devoti. Al centro della cappella è esposta un'icona del XVI secolo raffigurante la Vergine con il Bambino ed i santi Giovanni Battista e Gabriele.

La cappella di destra è detta Cappella del Rosario, opera settecentesca progettata da Luigi Michele Barberis, e presenta di fronte la pala d'altare del Guercino, che raffigura la Madonna del Rosario con i santi Domenico e Caterina da Siena ed attorno alla quale vi sono i Quindici misteri del Rosario, opera d'intaglio in legno di Stefano Maria Clemente, che ha realizzato anche il pulpito della navata centrale, attorno ad uno dei pilastri che la separa da quella sinistra. Dietro al pulpito, l'affresco dell'elemosina di Sant'Antonino Pierozzi (1389-1459), vescovo domenicano fiorentino) a due bambini, opera di Giovanni Spanzotti (1528). La Madonna con San Domenico della sagrestia invece, è di Michele Milocco (1737); l' Episodio della peste del 1630 è di Domenico Corvi mentre gli stalli del coro sono opera di Pietro Botto.