Se trata de un edificio con planta de cruz latina, que se orienta de orte a sur, teniendo a éste último punto su entrada. La fachada es bastante sencilla, consta de dos cuerpos y un remate. La puerta tiene un arco de medio punto con cornisamentos de argamasa y apenas enmarcadas las jambas.
El segundo cuerpo enmarca la ventana del coro con una serie de moldulaciones que le dan profundidad, una de ellas redondeada y con pequeños adornos muy sencillos. La saliente que se inicia desde el primer cuerpo, viene a diluirse en roleos que sirven para dar pie a una cornisa más angosta que sostiene una hornacinda muy pequeña, enmarcada por dos sencillas pilastras. A los lados está una balaustrada muy sencilla. El nicho tiene una pequeña escultura de la Virgen María.
Destaca también el cubo de arranque de la torres, mismo que no se concluyó, o bien, que se demolió, pues se le colocó un cerramiento de concreto que impide verificar el punto. La misma escalinata interior de caracol lleva al coro y se continuaba a la torre o a las bóvedas, en caso de que no tuviera campanario. Es creíble que al menos una espadaña estuviera en algún lugar de la capilla, puesto que funcionó la capilla durante un tiempo corto y requirió campana.
El interior se compone de un pequeño coro cuya bóveda inferior -sotocoro-, es de arista. La bóveda mayor se conforma de un tramo de arista, otro de bóveda vaída, luego una cúpula sin linternilla -externamente la tiene, pero solamente simbólica- y un tambor pequeño con sencillas ventanas. Le techumbre viene a descansar en una cornisa de triple moldura que recorre todo el recinto con excepción del prebisterio, seguramente para dar paso al antiguo retablo. En la actualidad las cornisas tienen decoración o aplicación de plata, quizá de finales del siglo pasado, no obstante, es difícil precisarlo.
De acuerdo a la descripción anterior, la capilla original es la misma que concoemos ahora como oficinas parroquiales y camarín al mismo tiempo. Respecto a la original sacristía y camarín, quedaron dentro del convento de religiosas carmelitas descalzas, que recién en 1998 abandonaron el convento para mudarse a las afueras de la ciudad.

Se dice que estando de paso en Puebla rumbo a España, el ilustre general de los ejércitos de Su Majestad: Don Diego de Santillana, Conde de Casalegre, decidió permanecer aquí por unos días con su esposadoña Ignacia Velázquez de la Cadena. Presto para partir a la Madre Patria el general, se le acercó un sirviente que tenía ya muchos años de desempeñar su trabajo con la familia, y por lo tanto ciertas consideraciones; para rogarle que cuando estuviera en España le hiciera el favor de conseguirle una escultura de la santísima Virgen de la Soledad, ya que era muydevoto de la misma.
Se trataba de un mulato llamado Manuel de los Dolores, el cual debió ser muy estimado, pues el Señor Conde accedió a la petición, ofreciéndole que él mismo se encargaría de buscar le mejor imagen que hubiera en la Península, corría entoces el año de 1691.
Con la confianza de que su patrón cumpliría la promesa, se dio a la tarea de buscar un lugar para honrar a la virgen, involucrando en sus intenciones a un amigo suyo de nombre Juan Sánchez yambos se prometieron no cejar hasta ver construida una ermita para la Santa Señora. Con una fe inusitada convencieron a Gutiérrez dueño de un solar a orillas de la ciudad para que donara su terreno, a lo que non sólo accedió, sino que se unió a ellos para lograr tan piadosos deseos. Cuando lograron reunir una cantidad regular, decidieron formalizar el asunto, pidiendo autorización eclesiástica para la erección de una ermita. Era entonces obispo de esta diócesis el venerable señor don Manuel Fernández de Santa Cruz; desde luego que autorizó la obra.
El edifio levantado con tanto esfuerzos por Manuel, Juan y Diego se concretó a finales de 1698, acelerándose la decoración en el año siguiente.