Se colocó la primera piedra el 12 de octubre de 1718, por Fray Manuel de Mimbela, con la asistencia de los provinciales de San Francisco, Santo Domingo y San Agustín.
La iglesia fue terminada en 1720, no durando ni dos siglos la construcción. El presbítero Juan Jacobo Caldera, vicario del Pilar, promovió el levantamiento de una nueva iglesia, encargando el proyecto a los ingenieros Juan Gómez Ibarra y Manuel Pérez Gómez.

La nueva construcción fue dedicada el 6 de octubre de 1882 por el arzobispo Pedro Loza y Pardavé. Tres años más tarde, se nombró como vicario al presbítero Andrés Cárdenas, quien mandó estucar los altares, construir el bautisterio, reedificar la capilla anexa de San Nicolás de Bari, y la capilla del Sagrado Corazón, crear un nuevo altar a Ntra. Sra. de Guadalupe, además de colocar en la torrecilla cuatro nuevas campanas.

Más adelante, con los siguientes sucesores, se quitaron varios altares, y se adornó el interior con una decoración más sobria. Al paso de los años se reformó la decoración.

A finales del siglo XIX fue remodelado por completo por el presbítero Juan Jacobo Caldera.

Ignacio Díaz Morales restauró la capilla lateral, y bajo la dirección de Luis Ugarte, con la aprobación de la Dirección de Bienes Nacionales fue rediseñado el primitivo pórtico del templo, recubierto de cantera y enriquecido con las estatuas de la Virgen del Pilar, de San Joaquín y de Santa Ana.

El templo contaba con atrio y jardín, los cuales fueron destruídos al abrir la calle.