La iglesia se encuentra en el distrito que fue el centro del poder político y religioso en Cagliari entre los siglos XIII y XIX.
La iglesia tiene una sola nave con tres capillas a cada lado, cada una de las cuales está cubierta de bóveda de cañón a cañón. Las paredes están salpicadas por pilotes rudentados con un capitel compuesto y enmarcan en pares las capillas coronadas por un arco en el centro. El capitel de las pilastras descansa sobre un marco que sobresale fuertemente a lo largo del perímetro de la iglesia. El presbiterio muestra en su interior un ábside añadido el siglo pasado por el ingeniero piamontés Ribotti, junto con el nuevo altar y el nuevo pavimento. Aún se puede ver el impuesto del ábside original, cuadrado según el modelo de los jesuitas. La fachada consta de dos órdenes separadas por una banda alta que continúa en las dos elevaciones laterales. En el orden inferior, el portal se abre en lo alto de una escalera corta, coronada por un tímpano curvilíneo roto en cuyo centro se encuentra el escudo de armas de Brondo. El orden superior, enmarcado por dos pares de pilastras dóricas, está dividido en cinco espejos. En la moldura, que supera en altura a la nave central, hay una abertura rectangular que muestra el cielo. Este detalle, de gran valor simbólico, recuerda ejemplos de todo el sur de Italia, en particular del barroco de Apulia y Sicilia. La coronación curvilínea está formada por dos volutas planas enfrentadas que se pliegan en graciosas formas de niñas. Las volutas que las unen son, por otro lado, menos elaboradas y terminan con dos elementos de matriz vertical, coronados por una esfera y una aguja, que recuerdan el orden de las llamas, vinculado a la cultura de la contrarreforma. La iglesia tiene dos campanarios, uno con una vela paralela a la fachada pero en posición hacia atrás, y el otro, una torre con un cañón cuadrado y una pequeña cúpula cerca del presbiterio. La ausencia de una cúpula es común en las primeras etapas de la construcción de los jesuitas.
La iglesia de Santa Croce se construyó alrededor de 1661. La fecha figura en una placa amurallada del prospecto que también recuerda el nombre de la benefactora Donna Anna Brondo del marqués de Villacidro, cuyos legados se utilizaron para la construcción de la iglesia, que se encuentra en la antigua sinagoga, abandonada por los judíos en 1492. En 1563, el arzobispo Antonio Parragues de Castillejo pidió a Laynez que asignara al menos dos padres predicadores; de hecho, los jesuitas, ya presentes en Sassari, estaban desaparecidos en la ciudad de Cagliari. En 1564, fueron enviados diez jesuitas, que tomaron posesión del colegio, formado por modestas casas que dominaban la iglesia. Giandomenico de Verdina, un jesuita del Tesino que estudió en Tristán, adaptará y transformará las casas para hacerlas más adecuadas para la fundación de la Compañía. Es probable que los jesuitas no hubieran empezado a oficiar en las ruinas, como sostiene el Spano, sino en el interior de la misma sinagoga, dedicada a la Santa Cruz. De hecho, en una acta fechada en 1565, y redactada por el notario Bartolomeo Carnicer, secretario del Consejo, se habla de una iglesia que fue «plurimis abhic annis constructa et aedified», construida durante muchos años. El legado de Brondo sirvió entonces para ampliarlo y transformarlo radicalmente. Esta hipótesis está respaldada por las recientes excavaciones realizadas durante una larga restauración que aún está en curso. De hecho, en el interior de la iglesia, aproximadamente en el centro de la nave, se encontró una pared perpendicular al ábside y enyesada por dentro y por fuera. Este podría ser el muro perimetral de la sinagoga, que más tarde se convirtió en una iglesia cristiana, con una entrada en Via Corte d'Appello.
Cuando la Compañía fue suprimida en 1773, toda la propiedad pasó al Estado y en 1809 fue entregada a la Orden de Mauricio, que la modificó aún más.

Historia de los estudios
La iglesia se menciona en la «Guía» del canónigo Giovanni Spano (1861). Es el tema de estudio en el volumen de Salvatore Naitza sobre arquitectura purista y de finales del siglo XVII (1992). La contribución más reciente es de T. Kirova y D. Fiorino.

Bibliografía de
G. Spano, Guía de la ciudad y alrededores de Cagliari, Cagliari, Timón, 1861;
Arte y cultura de los siglos XVII y XVIII en Cerdeña. Actas del congreso nacional, editadas por T.K. Kirova, Nápoles, Ediciones científicas italianas, 1984;
A. Piseddu, «Las iglesias de Cagliari: Santa Cruz», en Almanacco di Cagliari, 1991, sin páginas;
S. Naitza, Arquitectura desde finales del siglo XVII hasta el clasicismo purista, serie «Historia del arte en Cerdeña», Nuoro, Ilisso, 1992; T. Kirova - D. Fiordo ino, La arquitectura religiosa del barroco en Cerdeña, Cagliari, Aipsa, 2002.