Anticamente "ECCLESIA SANTI PANCRATII extra muros" (fuori le mura del Castello) la costruzione dell'edificio risale alla prima metà del XII sec. Gli spagnoli sostituirono l'intitolazione a San Pancrazio con quella alla Madonna del Buon Cammino.

La pianta è a doppia navata separate da tre tozze colonne coronate da capitelli dorici. Le coperture sono a botte sostenute da sottarchi. Fu ristrutturata nel Settecento aggiungendo un atrio porticato, chiudendo le absidi e realizzando tre cappelle cupolate per ogni lato, dedicate: quelle a destra a Sant'Onofrio, San Pancrazio e alla Vergine di Valverde; quelle a sinistra all'Ecce Homo, alla Vergine della Speranza (precedentemente a S. Maria Egiziaca) e all'Arcangelo Raffaele.

L'intitolazione a San Lorenzo sembra trarre origini da rapporti religiosi del Capitolo Metropolitano di Cagliari con la nobile famiglia catalana dei Sanjust infeudata alla così detta "Contea di San Lorenzo" nel 1690. I Sanjust infatti si rivolsero al Capitolo perché si realizzasse la festività di San Lorenzo. Il titolare della chiesa era membro del Capitolo per cui si ritenne opportuno svolgere il culto al Santo proprio nella piccola chiesa del Buon Cammino.

La chiesa è chiusa da parecchi anni in attesa di restauro.