La orden dominica se asentó en Buenos Aires en el siglo XVIII en la manzana que hoy ocupa su iglesia. El arquitecto Francisco Masella comenzó a construir el templo actual en 1751, continuado en 1762 por Francisco Alvarez y en 1774, por el arquitecto Manuel Alvarez de Rocha.

La iglesia fue consagrada en 1783 y secularizada la Orden, bajo la Ley de Reforma Eclesiástica impulsada por el gobierno de Bernardino Rivadavia.

En una celda del convento, funcionó el primer Museo de Historia Natural y, en su torre, un observatorio astronómico.

En el siglo XX la iglesia fue elevada al rango de basílica, bajo la advocación de Nuestra Señora del Rosario. La puerta de acceso al convento se destaca entre los mejores testimonios de la ciudad colonial.

En las capillas laterales se conservan retablos de los siglos XVIII y XIX. El interior mantiene el carácter simple de las iglesias del período colonial.

Se conservan banderas de la Primera Invasión Inglesa (1806) donadas por Santiago de Liniers y Bremont, y banderas españolas tomadas como trofeos durante la campaña del Ejército del Norte comandado por el General Manuel Belgrano durante las batallas por la independencia americana.

El altar mayor fue destruido el 16 de junio de 1955, siendo reemplazado por otro de diseño contemporáneo.

En el atrio se encuentra el mausoleo del general Belgrano (terciario dominico), realizado en 1897 por el escultor Héctor Ximenes.