La iglesia, diseñada por el francés René Carlier y modificada y desarrollada por Francisco Moradillo, es uno de los edificios más elegantes de la ciudad y la parroquia principal del barrio de las Salesas. En su origen pertenecía al desaparecido Convento de las Salesas Reales (que en la actualidad alberga el Tribunal Supremo).  

En 1748, la reina Bárbara de Braganza fundó el Convento de las Salesas Reales como colegio para las hijas de la nobleza y posible residencia a la que retirarse en el caso de que su esposo, Fernando VI, muriese antes que ella, ya que a principios del siglo XVIII esta zona era la periferia de Madrid. Finalmente, la reina murió en el Palacio de Aranjuez antes que el rey y ambos fueron enterrados en la iglesia del convento dentro de un mausoleo diseñado por Sabatini.

Posteriormente, en 1870, el convento se destinó a Palacio de Justicia, aunque la iglesia siguió abierta al culto. En 1891, ésta se constituyó como parroquia bajo la advocación de Santa Bárbara.

Desde fuera llama la atención su majestuosa escalinata (diseñada por Miguel Durán) y su elegante fachada. En su interior, además del mausoleo, destacan las proporciones armoniosas de la nave, decorada con mármoles y pavimentos de jaspe y maderas nobles.