Nel 1814 i Savoia fanno ingresso nella città di Torino, dopo sedici anni di esilio a causa della dominazione francese. La Municipalità propone immediatamente di celebrare tale ritorno con la costruzione di un monumento che ricordi alla città l'evento. La necessità di progettare gli spazi antecedentemente occupati dalla fortificazione e l'idea di realizzare il "tempio votivo" per il ritorno dei Savoia devono quindi essere letti come un progetto unitario; la chiesa infatti dovrà essere a conclusione della lunga fuga prospettica che collega la piazza Castello, alla collina. Con la progettazione della chiesa dovrà essere pensata una piazza in cui essa sorga, la piazza Gran Madre, in continuità al di là del fiume con l'attuale piazza Vittorio Veneto. Nel 1818 viene affidato a Ferdinando Bonsignore il progetto di costruzione della Chiesa.
L'inaugurazione avviene il 20 maggio 1831, alla presenza di re Carlo Alberto. La dedicazione della chiesa al ritorno dei Savoia è annunciata nell'iscrizione presente sulla trabeazione del pronao antistante l'edificio: "Orde Populusque Taurinus ob Adventum Regis". Il legame del fatto politico con l'avvenimento religioso è testimoniato nell'utilizzo di metafore classiche per narrare episodi religiosi, con un continuo oscillare tra personaggi della storia sacra e personaggi politici. Il bassorilievo del frontone presenta una Madonna col bambino che riceve l'omaggio dell'ordine dei decurioni, opera di Francesco Somaini, ed è raffigurazione della dedicazione della chiesa. Il committente, la municipalità, rappresentato dai decurioni, rende grazie alla Vergine per mezzo della costruzione di una chiesa. Ai lati del portale d'ingresso due nicchie contengono le sculture di San Marco, a opera di Giuseppe Chialli, e San Carlo Borromeo, a opera di Giuseppe Pagliani. La base della cupola è decorata da bassorilievi che narrano episodi della vita della Vergine, sempre reinterpretati secondo il gusto neoclassico. Nelle nicchie laterali sono presenti quattro statue: San Maurizio, di Angelo Bruneri, la beata Margherita di Savoia, di Antonio Moccia, il beato Amedeo di Savoia, di Carlo Canigia, San Giovanni Battista, patrono della città, a opera di Giuseppe Bogliani.
La presenza delle statue della beata Margherita e del beato Amedeo sottolinea lo stretto legame dell'opera con la dinastia sabauda.
Nell'altare maggiore spicca la scultura a opera di Andrea Galassi, raffigurante la vergine con il Bambino. Dal 1932 sotto la chiesa è presente l'ossario dei caduti nella prima guerra mondiale.