Alla chiesa, isolata nella piazza del Collegio, si accede mediante una doppia scalinata appoggiata alla maestosa facciata, suddivisa verticalmente e orizzontalmente in tre parti da lesene e cornici. Concluso da un timpano curvilineo, il prospetto ha finestra e portale in asse.
Il vasto spazio interno ha una navata con tre cappelle per lato intercomunicanti, separate da pilastri reggenti un cornicione aggettante, che serve di imposta alla volta a botte rinforzata di copertura. Un arco trionfale immette nel presbiterio sopraelevato con un altare neoclassico in centro. Ai lati del presbiterio alcuni ambienti voltati collegano la chiesa all'ex-collegio, oggi canonica. A sinistra si erge il campanile a canna quadrata conclusa da una cupola. Esternamente sono visibili i grossi contrafforti che individuano, mediante alti setti murari, la separazione fra le cappelle. I Gesuiti, arrivati in Sardegna nel 1559, avevano nel 1588 già quattro collegi (Sassari Cagliari Iglesias Alghero), cui si aggiunse a partire dalla seconda metà del Seicento quello di Oliena, fondato grazie al legato testamento di due olianesi. I religiosi favorirono la diffusione capillare dell'istruzione nel circondario tanto che con la soppressione della Compagnia di Gesù (1773), la scuola continuò a funzionare (inizialmente con i Gesuiti rimasti e secolarizzati) fino al 1844. Abbandonando chiese e collegi, i Gesuiti li lasciarono incompiuti: nel 1791 la chiesa divenne la nuova parrocchiale ed il collegio fu usato nell'Ottocento anche dai Carabinieri. La presenza dei Gesuiti nel paese fu determinante anche per l'economia, data la diffusione della coltura del gelso (di cui fino a circa vent'anni fa potevano vedersi alcuni esemplari, poi abbattuti nella piazza) e della irrigazione. È dunque comprensibile che il consiglio civico nel 1842 richiedesse, pur senza esito, il ritorno della Compagnia, ripristinata da Pio VII nel 1814.
