Fu realizzata tra 1884 e 1888 su progetto dell’ingegnere Francesco Agnesa nell’allora periferia di Sassari, un’area isolata, equidistante da ospedale e carcere e antistante piazza d’Armi, dove all’epoca si tenevano esercitazioni d’artiglieria. La parrocchiale di san Giuseppe, per circa un ventennio dopo la fondazione, rimase avulsa dal contesto urbano, cui ‘dava le spalle’, volgendo la facciata verso zone cittadine in espansione. Solo poco prima della Grande Guerra l’isolamento si avviò al termine con progressiva nascita di istituti scolastici e altri edifici.

La facciata della chiesa s’ispira indiscutibilmente al purismo architettonico del celebre Gaetano Cima e alla chiesa palladiana di san Giorgio a Venezia (1556). I due ordini, maggiore e minore, che corrispondono rispettivamente a navata centrale e due laterali, si sovrappongono in due sistemi a fronte di tempio, che segnano la struttura dello spazio interno. Il corpo centrale della facciata è scandito da quattro colonne con capitelli corinzi, mentre ai lati figurano due nicchie a tutto sesto, cui corrispondono, nei corpi laterali, due finestre delle stesse foggia e dimensione. Nel registro mediano si aprono una finestra semicircolare e due finte rettangolari. Le navate laterali sono contrassegnate da una teoria di finestrelle timpanate, quella centrale, scandita da contrafforti, ha luci ad arco a tutto sesto. La torre campanaria ha come modello quella completata nel 1871 da Salvatore Calvia per la chiesa di santa Caterina a Mores: a canna quadrata, cupolata, su tre livelli.

L’interno a pianta rettangolare presenta un’ampia navata centrale, voltata a botte, terminante con abside semicircolare, e due laterali, sulle quali si affacciano le cappelle. Nella prima a destra, dedicata a san Luigi Gonzaga, è custodito il simulacro ligneo seicentesco di Nostra Signora della Mercede, patrona dell’arcigremio omonimo, effigie mariana, molto venerata. La prima a sinistra, dedicata alle Anime del Purgatorio, ha altare in marmo, opera di Antonio Usai, allievo del celebre scultore Giuseppe Sartorio. Sull’altare maggiore troneggia il simulacro ligneo seicentesco del santo patrono. Notevole è anche il monumentale simulacro della Dormitio Vírginis, disteso in un sontuoso catafalco barocco.

Il santuario è una splendida espressione del neoclassicismo sassarese, che risplende anche in vari elementi architettonici e decorativi dei due principali edifici di culto della città, la cattedrale di san Nicola e la chiesa di santa Maria di Betlem, oltre che in uno dei più significativi e bei edifici civili ottocenteschi, il Teatro civico.