L’edificio, a tre navate con sette archi su pilastri e cinque altari laterali (di cui ne sopravvivono oggi solo due), è tradizionalmente attribuito alla bottega di Biagio Rossetti, architetto ideatore della celebre Addizione erculea.

Costruita per volere di Sigismondo, fratello del duca Ercole I d’Este, a partire dal 1501, venne completata  il 18 marzo 1516, quando venne qui trasferita processionalmente una antica immagine della Madonna conservata in un piccolo oratorio risalente al 1189. 

Ai primi anni successivi alla costruzione è databile anche il grandioso affresco con L’incoronazione della Vergine, più di 350 metri quadrati di decorazione parietale, attribuiti recentemente a Geminiano Benzoni ed ad un anonimo collaboratore ma ancora oggetto di discussione per gli studiosi. 

Dal 1528 la chiesa venne affiancata ad un convento affidato alla congregazione dei Serviti dell’Osservanza che dal 1781, grazie ad un breve di papa Pio VI, accolsero anche un ricovero degli esposti. Dopo vari passaggi di proprietà, trasformazioni, soppressioni e restauri, il complesso è entrato a far parte delle proprietà comunali nel 1883, ormai privo degli arredi e delle opere originarie. Rimangono oggi solo alcune tele, qui recentemente ricollocate, grazie ad un deposito della Provincia di Ferrara, proprietaria delle opere.