Costruita il 9 settembre 1713, quando era vescovo Filippo Michele Ellis, la piccola chiesa è a navata unica con sei cappelle laterali e un presbiterio separato dall’aula da una balaustra in legno.
Fu consacrata il 4 ottobre 1734 dal Vescovo Giovanni Battista Bisleti (1716 – 1749), e al suo interno conserva il quadro, ritenuto miracoloso e venerato dalla città, della Madonna Addolorata, che sembra avere forte analogie con con quello della scuola del Guido Reni (1575 – 1652), conservato a Firenze nella Galleria degli Uffizi: “Vergine in contemplazione”. Annesso alla chiesa,nella seconda metà del 1700 i Padri Dottrinari costruirono il Palazzo che dal 1876 divenne sede del Comune di Segni. Il rettore Battista Ardizzoni di Nizza, ottenuta dai suoi superiori la facoltà di prendere in prestito 3500 scudi per la costruzione, incaricò l’architetto Domenico Simonetti di Como di redigerne il progetto.