La chiesa fu eretta nel biennio 1721-1723 su disegno di Giuseppe Antonio Soratini, autore, a Faenza, anche della chiesa dei Servi. La facciata e in laterizio, regolare, equilibrata, scandita da quattro lesene e da due nicchie nel primo ordine che fanno pendant con due finestre murate nel secondo.
All'interno il maggior motivo di interesse, perlomeno per quanto riguarda le opere d'arte, è nell'altar maggiore, in veri marmi, disegnato dallo stesso Soratini e decorato da sculture in marmo (angeli in alto adagiati sul timpano e testine d'angelo sul tabernacolo e alla base dell'altare) di Gerolamo Bertos, raro e misconosciuto scultore tardobarocco di provenienza forse veneta, noto finora solo per alcune statue in San Vitale a Ravenna.
La chiesa possiede un crocefisso ligneo quattrocentesco, di ignoto intagliatore romagnolo, di grande importanza poichè è una delle poche testimonianze dell'arte lignea quattrocentesca; una bella pala sull'altare maggiore raffigurante la Trinità (questo era in effetti l'antico titolo della chiesa, che solo dopo il 1812 assunse quello di Sant'Antonino, ereditato da una vicina chiesa soppressa) datata 1723 e attribuita a Girolamo Donnini, pittore bolognese, poi due tele del suo allievo faentino Francesco Bosi (il "gobbino dei Sinibaldi") e due ovali del lughese Benedetto Del Buono, sempre della bottega Donnini. La moderna Via Crucis, in ceramica, e del faentino Riccardo Gatti.