Existía en este lugar una modesta ermita dedicada a la patrona de Andújar que sería sustituida por el actual templo, construido entre los años 1918 y 1921 por voluntad de doña María Angustias Pérez de Vargas y Pérez de Vargas, marquesa de Santa Rita y condesa de Gracia Real.

La capilla de la Virgen de la Cabeza emplea como material de construcción el ladrillo de color ocre, muy usual en las casas regionalistas que se levantaron por esos años en la ciudad de Andújar.

La capilla, construida por don José Corbella Pené, es de estilo neogótico En la primera y tercera calle se abren ventanas de ojiva, que acogen a tres arcos apuntados sobre maineles decorados con tracería. En su fachada podemos hablar de dos cuerpos; el primero, concebido a modo de zócalo del segundo y, por tanto, menos desarrollado; en el segundo, pilastras decoradas con estribos superpuestos poco resaltados dividen el paramento en cuatro calles. simple. Entre estas calles, otras más estrecha, decorada por dos arcos ciegos apuntados que recorren gran parte del muro. Se remata la fachada con una airosa balaustrada decorada con cuatro pináculos soportados por pilarillos.

La portada, individualiza con relación al resto de la fachada cuenta con una bella puerta ojival arquivolta que descansa entre pilastras, decorada con estribos. En el tímpano, un altorrelieve en el que se representa la aparición de la Virgen al pastor Juan de Colomera. Está decorada la puerta con un gablete cuyo vértice se superpone con el rosetón cegado que se sitúa por encima. La portada se remarca con una pequeña torre ochavada con chapitel piramidal, que se encuentra algo retranqueada al dejar el espacio suficiente para simular una vertiente a dos aguas entre pináculos.

El interior es de una sola nave, articulada en tres tramos, cubiertos con bóveda de ojiva, siendo la del segundo estrellada. Los nervios de la ojiva se recogen en soportes adosados a la pared. En el primer tramo, el coro en alto, que está en línea con la calle de la portada. El segundo tramo es el más amplio, pues su espacio coincide con la segunda y la tercera calle de la fachada, y el tercero, de una amplitud semejante al del coro, y elevado con respecto a los otros. La pared enfoscada, simulándose aparejo isódomo, con un bello zócalo de azulejo típico de la localidad. El retablo, de estilo gótico es regalo de doña Cocha Mármol.
Es la capilla de la Virgen de la Cabeza una de las muestras más elocuentes de la arquitectura historicista de la provincia, cuando no de nuestra Comunidad. Su belleza formal y la calidad de su traza así lo avala. Para los andujareños y los devotos de la Virgen de la Cabeza en general constituye visita obligada y lugar de encuentro con el icono más representativo de nuestra identidad.