Su cuidado está, desde su fundación, a cargo de los frailes agustinos, y pertenece a la Provincia Nuestra Señora de Gracia del Perú.
La fachada es una obra arquitectónica de estilo barroco churrigueresco, sobrecargada de adornos, labrada en piedra, que se terminó de construir en 1710, consta de tres calles y tres cuerpos, siendo la calle central del primer cuerpo la que acoge la puerta por donde se ingresa al recinto.
Del templo antiguo, solo ha quedado el frontispicio y los muros laterales.
Su construcción ocupa el mismo lugar desde su fundación, ocurrida en 1573 por Luis López de Solís; ha sido reconstruida varias veces debido a los terremotos que sucedieron en Lima, y también por causa de las ampliaciones y a la accidentada vida política peruana.
El templo es citado en la leyenda Mujer y tigre, de Ricardo Palma, integrada en Tradiciones peruanas (1897): "Era un día lunes, y al salir D. Carlos de la misa de San Agustín se encontró con su sombra o pesadilla encarnada en Sebastiana".