Es toda de piedra y muy reconstruida luego del terremoto de 1950, sismo que destruyó sus altares coloniales. Tanto el nuevo templo como el anterior están exactamente en el sitio del Coricancha o Templo del Sol de los Incas. Su portada se da entre pilastras almohadilldas, tiene arco de medio punto con extradós de escaques hundidos y friso con catorce florones que centra un adorno de cinco estrías. En lo alto, el frontón barroco, curvilíneos, se quiebra para dar lugar al escudo dominico.
El templo es de tres naves, con falso crucero. No hay retablos, sólo hornacinas con imágenes y lienzos en los muros. Al altar mayor, que es pequeño aunque con sagrario de plata, lo reemplazan 23 lienzos antiguos en torno a una imagen de vestir de la Virgen del Rosario. Las pinturas más viejas están en el sotacoro y se refieren a la vida de Santo Domingo de Guzmán. Es notable el viejo púlpito barroco no dorado: la cátedra circular tiene cuatro paneles con hornacinillas vacías y sus cresterías cayentes confluyen en una piña; en el tímpano está la efígie de San Alberto Magno; y en el tornavoz, sobre un templete entre cinco cresterías y quince pináculos, la escultura exenta de Santo Tomás de Aquino.
Son notables en esta iglesia las pinturas de Marcos Zapata, especialmente la vida de San Vicente Ferrer, en el arco del sotacoro. La torre tiene valor superior. Imita a la de la Merced, pero no la sobrepasa en méritos. Su cuerpo es sólido, su campanario de ocho arquillos, separándose estos últimos en un juego de 28 columnas salomónicas con capitel de plumas; el tambor presenta cuatro óculos, está entre cuatro pináculos gruesos, la media naranja es radiada y su cimera es una cruz de hierro forjado. La torre es toda de piedra y su conjunto obra maestra de cantería. Por eso luce elegante y airosa, elaborada y artística.
La iglesia, además de la frontal, tiene otra portada por el lado de la Epístola. Es más grande. Ofrece dos cuerpos y tres calles, un arco de medio punto, hornacinas de concha vacías y nicho central con imagen de la Virgen del Rosario entre los escudos dominico y franciscano; también posee frontón de triángulo partido y volutas ondulantes, alguna motivación de origen mudéjar y otras del barroquismo dominante. Es portada con valor arquitectónico, y la acompaña, ya en la calle, la llamada Cruz de Piedra, que se levanta sobre recio pedestal a la altura del presbiterio.
