Fundada em 1673 pelo fazendeiro Manuel de Barcelos Domingues, na região que hoje faz parte de Bangu, esta igreja foi a matriz da Freguesia de Nossa Senhora do Desterro do Campo Grande, que se estendia do atual bairro de Campo Grande até a altura de onde hoje é Realengo. Transferida para o local atual em 1808, o templo foi destruído por um incêndio em 1882 e reconstruído seis anos depois, obra comandada pelo padre Belisário dos Santos, cujos restos mortais estão sepultados na igreja.
Ao longo do século XX, a igreja teria uma participação ativa na vida dos moradores do bairro, promovendo grandes eventos, como a festa da padroeira e a festa dos imigrantes. Em novembro ela recebe as comemorações do aniversário de Campo Grande.
A igreja também abriga um Museu de Arte Sacra e Popular e permanece como o maior símbolo histórico do bairro, vista de várias partes do centro de Campo Grande.
