Il progetto venne realizzato tra il 1491 e il 1498. Nel secolo XVII l’edificio fu ristrutturato con l’aggiunta della cappella della Sacra Sindone di Guarino Guarini. Il campanile di Sant’Andrea, ultimato nel 1469, venne sopraelevato nel 1720 su progetto di Filippo Juvarra.
Nella facciata, tre eleganti portali, in marmo bianco. L’interno è a croce latina a tre navate con elementi gotici. Le scale laterali al fondo del presbiterio conducono alla cappella della Sacra Sindone geniale opera di Guarino Guarini, iniziata nel 1668 e portata a termine nel 1694, dopo la sua morte.
Di pianta circolare, culmina nella luminosa cupola conica, tra le più alte creazioni barocche, a sei ordini di archi sovrapposti, con un traforo a stella nella parte terminale.
Al centro della cappella è collocato il ricco altare di Antonio Bertola (1694), contenente la teca d’argento che racchiude la Sacra Sindone la famosa reliquia che pare fosse il lenzuolo che coprì il corpo di Cristo quando fu deposto nel santo sepolcro e sul quale è rimasta impressa l’immagine del corpo di Gesù Cristo.