I lavori di costruzione della chiesa, ad opera degli Scolopi, cominciarono nel 1663 con la posa della prima pietra. I lavori di costruzione si conclusero nel 1735.
La facciata è di "ordine jonico". Quasi in cima vi è posta una lapide che ricorda l'anno di fondazione del Collegio e della chiesa.
L'edificio, presenta una pianta a navata unica con tre cappelle intercomunicanti per lato.

L'interno è ricco di marmi e si presentava ricca di dipinti di notevole pregio, tra i quali quelli posti sopra il cornicione della navata rappresentanti la vita e i miracoli del Calasanzio (S.Giuseppe), di scuola romana, pregevoli per colori e disegni. L'altare maggiore si presenta ricco di marmi policromi, con colonne tortili e al centro, in origine, vi trovava posto un bel quadro del Marghinotti raffigurante S. Giuseppe, la Vergine col bambino, S. Anna e S. Gioacchino. Il presbiterio è sormontato da una cupola nei cui peducci vi sono dipinti i quattro evangelisti.

La cappella a sinistra , affrescata, custodiva in origine una statua del santo (San Giuseppe Calasanzio) essendo la cappella a lui dedicata, mentre in un angolo vi è una bomba di ferro fuso, caduta nel Collegio durante l'assedio francese e sopra vi è una lapide a ricordo dell'avvenimento.
La cappella che si trova nel mezzo conteneva un dipinto su tavola della Vergine delle Grazie conservata in una cornice intarsiata di tartaruga con pietre preziose (lapislazzuli) montati in argento ed altri fregi di bronzo dorato.
Nell'ultima cappella (la prima entrando a sinistra) vi era un quadro raffigurante le anime purganti con la Madonna del Carmine e S. Simone, opera di Sebastiano Scaletta. Nella porta del tabernacolo vi è dipinta la Madonna che incatena il diavolo e il Bambino che con una lancia lo trafigge (opera del Massa). Vi era da notare nella cappella anche un quadretto raffigurante S. Demetrio.

Passando all'altro lato nella Cappella centrale vi è un bel crocifisso ligneo posto su un basamento di marmo a forma di roccia con due angeli che abbracciano i piedi della croce. Nella cappella a fianco, dedicata alla Speranza, vi è un bel tabernacolo con un bel dipinto in rame raffigurante la Vergine del Carmine con coro di angeli e S. Andrea Corsini, ai piedi di essa, con mitria e bacolo in terra.

Di notevole interesse si presentava la sacrestia soprattutto per la bellezza delle paratore lignee che oggi si trovano in totale degrado. La sacrestia custodiva anche dipinti di notevole interesse come quello raffigurante il sogno di S. Giuseppe (interessante per espressione e naturalezza, di attribuzione incerta).
Altri dipinti della sacrestia erano:

• S. Alessio ;
• L'Annunziata;
• La Pietà;
• S. Giuseppe;
• S. Filippo Neri;
• La notte di Natale con i pastori;
• La Madonna della Salute, opera del Caboni;
  Una statuetta lignea di S. Giuseppe, opera del Lonis.
  

La volta della sacrestia è affrescata con la rappresentazione della fondazione dell'ordine dove si notano S. Giuseppe e i discepoli e il Ven. Glicerio nell'atto di mangiare della brace (per eseguire l'ordine del santo) che miracolosamente si tramutò in frutta. L' opera è attribuita al Massa.

Da notare che nel Collegio vi era conservata la biblioteca più grande dopo quella dell'Università.
Nell'atrio del Collegio vi è una lapide a ricordo della visita del Re Carlo Alberto (1841).
Interessante fu il legame con la Chiesa del Santo Monte di Pietà, infatti, San Giuseppe diventò la sede della confraternita del Santo Monte, dopo la requisizione dell'omonima chiesa da parte dello Stato, e custodì anche arredi di quest'ultima, tra cui il corpo (ricostruito in cera) di S. Lucifero martire, oggetto di grande devozione di cui ora se ne sono perse le tracce.
La chiesa, oltre che dai bombardamenti francesi, non fu risparmiata anche da quelli del 1943 che distrussero il prospetto, parte delle cappelle e della copertura. Il genio civile la ricostruì tra il 1948 e il 1952.
Oggi la parte del Collegio viene utilizzata come sede dell'Istituto artistico, mentre la chiesa è chiusa in attesa di restauro. Molti degli arredi e dei quadri della chiesa sono custoditi nella Cattedrale di Cagliari e altri sono andati perduti (o trafugati) negli anni. La chiesa fu chiusa al culto alla fine degli anni '70 del Novecento.