Il marcato sviluppo longitudinale della pianta, la cui lunghezza è pari quasi al doppio della larghezza, è ottenuto attraverso l'inserimento del lungo presbiterio e dell'altrettanto ampio spazio di accesso. Il prospetto principale si articola su due volumi: quello superiore corrispondente al tiburio e quello inferiore collegato al vano d'ingresso. Il volume in alto contiene nel mezzo uno stemma circolare in bassorilievo dedicato al santo e presenta terminazioni oblique racchiudenti una balaustra centrale. Su quello basso si apre un portale rettangolare strombato, sormontato da timpano rettangolare contenuto in uno circolare; gli spazi laterali sono scanditi da due grandi lesene per lato nelle quali sono inserite due imponenti nicchie con timpano triangolare. La lettura della facciata è senz'altro condizionata dalla scelta del Contini di scaglionare in profondità i due piani che la compongono. Tale giustapposizione di dimensioni, infatti, si riflette negli equilibri del prospetto in cui non si rileva un rapporto diretto e continuo tra le due parti in cui risulta suddiviso, essendo una collegata direttamente all'ingresso e l'altra, quella superiore, all'ovale centrale. Man mano che il punto di osservazione si avvicina all'ingresso della chiesa le diverse parti assumono un valore formale sempre più autonomo, prevalendo progressivamente quella del piano-parete basso. La spazio interno non fu curato dal Contini, che nel 1717 abbandonò il cantiere; per cui sia le coperture che l'apparato decorativo sono da ricondursi ad altre direttive. L'intero ambiente è definito da archi maggiori, in corrispondenza degli assi, e minori, in corrispondenza delle cappelle quadrate; su di essi si snoda un ordine di paraste corinzie giganti che sostengono una trabeazione continua da cui si eleva una cupola ellittica con lanterna. Un'ulteriore impronta barocca si ritrova nel coro ligneo dell'abside e nelle statue contenute nelle nicchie. Degni di nota sono gli interventi di Giovan Battista Bedeschini, al quale è da attribuirsi un dipinto di S. Agostino, del Damini che oltre ad una Madonna con S. Agostino, una S. Monica e un bel S. Nicola da Tolentino, dipinti nella chiesa, affrescò la volta della sagrestia con scene della vita di S. Agostino e l'opera del Cornacchini autore delle quattro statue dei maggiori Dottori della Chiesa. Oggi la chiesa, come è accaduto per San Filippo, è stata adattata per la programmazione di spettacoli.