Le bâtiment s'inscrit dans le tracé des remparts historiques de la ville, où se trouvait autrefois la Porta Castello.
Les moines de l'Ordre dominicain, déjà présents à Sassari à la fin du XVIe siècle dans le couvent situé à l'extérieur des murs de l'église de San Sebastiano, ont acheté en 1632 un ensemble de maisons sur la plà del Castell, à l'intérieur et à proximité des murs de la ville, où ils ont entrepris à partir de 1635 la construction du nouveau couvent et de l'église du Rosaire. En 1656, avec le transfert de l'église à la Confraternité du Rosaire, les travaux d'agrandissement ont commencé, qui ont nécessité une reconstruction presque totale du bâtiment, achevée à la fin du siècle. La façade n'a été construite qu'en 1759, par le maître sassari Gavino Pirinu.
Le plan est la structure habituelle des églises de ville construites entre le XVIIe et le XVIIIe siècle, avec une salle à travée unique divisée en trois travées, sur laquelle trois chapelles s'ouvrent de chaque côté et l'abside à base quadrangulaire. Les baies sont divisées par des paires de pilastres rapprochés, parmi lesquels, dans une succession ternaire de haut en bas, se trouvent une porte quadrangulaire, une niche incurvée et une fenêtre aveugle carrée à cadre surélevé. Sur le haut cadre moulé, qui se poursuit également dans la chapelle de l'abside, entièrement orné de denticules et d'une frise de triglyphes, la voûte en berceau est ponctuée par les doubles arcs transversaux, qui proviennent des pilastres et dont la clé est ornée d'une rosace de patère, et par les lunettes, à l'intérieur desquelles sont placées les fenêtres quadrangulaires.
Le presbytère rectangulaire, légèrement plus étroit et plus bas que le bas-côté et surélevé de deux marches, est relié à la salle de classe par un arc de triomphe rond (au centre duquel se trouvent les armoiries de l'un des bienfaiteurs de l'église) et est couvert par une voûte en berceau.
Les chapelles latérales, tournées en tonneaux et dotées d'un arc d'accès panoramique orné d'une rosace dans chaque voile, sont entièrement décorées de motifs imitant des incrustations de marbre, revêtus de scagliola (un type particulier de stuc obtenu en mélangeant de la craie avec des substances colorantes). Cette technique décorative, totalement inhabituelle dans le contexte sarde, est issue de la tradition des plâtriers lombards. Les deux chapelles centrales se distinguent des autres par les grands blasons situés dans la clé de l'arc, chacun tenu par deux anges aux ailes déployées et appartenant aux archevêques Vergara (1680-1683), à gauche, et Morillo y Velarde (1685-1698), à droite.
Les autels en stuc des chapelles, aux colonnes torsadées et au tympan brisé avec un sanctuaire central, sont particulièrement remarquables. Ils se distinguent par la grande variété de motifs ornementaux exposés. Tout le mur arrière de la chapelle absiale est occupé par le retable monumental en bois, en deux ordres avec trois compartiments divisés par des colonnes torsadées, qui, en raison de l'élégance de la sculpture et de la couleur, représente l'une des plus hautes expressions sculpturales de l'île à la fin du XVIIe siècle.
Les structures et les ornements de l'église remontent à un projet organique mis en œuvre par des ouvriers d'origine ligure et lombarde actifs à Sassari depuis la huitième décennie du XVIIe siècle, avec la contribution d'artisans locaux.
La façade du XVIIIe siècle est divisée en deux niveaux par un cadre en marcapiano. La partie inférieure, ponctuée de pilastres, possède au centre un portail encadré par de doubles colonnes corinthiennes sur de hauts socles et par un entablement aux extrémités duquel s'élèvent deux volutes qui simulent un fronton curviligne brisé, à l'intérieur duquel se trouve une niche entourée par la statue de Notre-Dame du Rosaire. Le second ordre, relié au premier par deux ailes à double flexion, est plus étroit et plus lisse ; au centre se trouve une fenêtre pointue avec un cadre moulé.

Histoire des études
L'église est mentionnée par Enrico Costa (1909). Après l'étude de Marisa Porcu sur l'histoire architecturale de Sassari (1996), elle est citée par Aldo Sari dans le volume consacré à l'archidiocèse de Turritana (2003).

Bibliographie
E. Costa, Sassari, I, III, Sassari, 1909, 1937 ;
M. G. Scano Naitza, Peinture et sculpture des XVIIe et XVIIIe siècles, série « Histoire de l'art en Sardaigne », Nuoro, Ilisso, 1991 ; M. Porcu Gaias, Sassari. Histoire architecturale et urbaine des origines au XVIIe siècle, Nuoro 1996 ; Paris Ouest, Sassari, les églises. Itinéraires artistiques, religieux et historiques, Sassari, 1997 ;
A. Sari, L'église de l'archidiocèse de Sassari, série « Églises et art sacré en Sardaigne », Sestu, Zonza, 2003.