L'edificio sorge sulla parte più alta del centro storico di Olbia, in via Cagliari a fianco alla piazzetta Santa Croce, costruita sopra un antico tempio di epoca romana, la chiesa risale non con certezza alla metà del XVIII secolo, come dimostra un epigrafe che riporta l'anno 1747

, questa data però con molta probabilità non indica l'anno di costruzione ma piuttosto la data di un restauro o di una riconsacrazione, quindi si ipotizza che la chiesa dovrebbe risalire all'epoca basso-medievale, in quanto le prime testimonianze su questa chiesa risalgono circa all'anno 1450. In origine l'edifico era rettangolare con tre cappelle per lato, ma nel 1939 venne ampliato ricavando una chiesa dalla pianta a croce latina, con transetto cupola. In questi lavori venne quindi abbattuto l'antico oratorio della Confraternita della Santa Croce, al suo posto sorse un altro edificio utilizzato come sala polifunzionale; Numerosi sono gli oggetti d'arte presenti all'interno della Chiesa, molti argenti sacri tra cui l'aureola e i sandali d'argento dell'Assunta, poi ancora abbiamo il pulpito ed il coro in legno del Settecento. La chiesa e abbellita da numerosi affreschi nella volta della cupola, nelle pareti laterali, nelle piccole cappelle con statue e decorazioni.