El presidente Guzmán Blanco decretó, construyó e inauguró este templo en homenaje a su esposa Doña Teresa Ibarra. La capilla del Oratorio de San Felipe Neri, fue construida en el solar noroeste, a lo largo de la calle Carabobo en 1771. Se proyectó luego una iglesia al oeste de la Capilla donde está actualmente el templo. La construcción fue iniciada, pero poco después fue interrumpida hasta la llegada de Guzmán Blanco al poder.
Por resolución del 3 de abril de 1873, se mando a continuar la iglesia según un proyecto más ambicioso. En 1875 se decidió extender el edificio 24 metros hacia el oeste con una segunda fachada principal. Se cambió el nombre original del templo, Oratorio de San Felipe Neri, por el de Santa Teresa y se le dio el nombre de Santa Ana al nuevo cuerpo.
En 1881 es reinaugurada por trabajos inconclusos. En 1900 se realizan trabajos de reforma debido a los destrozos ocurridos en el temblor de ese año. En 1921 se añaden las naves laterales.
Para 1955 se demolió parte de la capilla de San Antonio de Padua, perdiéndose así su pórtico y gran ventana de la fachada norte, a causa de la ampliación de la avenida Lecuna. En 1968, a raíz del terremoto de 1967, se abrieron las entradas laterales.
La edificación es de planta rectangular con tres naves, separadas en dos alas por una cúpula que se levanta sobre cuatro grandes arcos fundamentales. El cuerpo este, Santa Teresa, está formado por tres naves separadas entre sí por columnas agrupadas en forma de cruz, las naves laterales son más bajas y están cubiertas por tres cúpulas elípticas.
El cuerpo oeste, Santa Ana, también es de tres naves separadas entre sí por arcos de medio punto, la nave central está cubierto a su vez por una bóveda de cañón corrido, las naves laterales igual que en Santa Teresa está cubierta por seis cúpulas de forma circular.
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