La devozione originaria risale al 1656 quando, per invocare la protezione dalle epidemie di peste e dai terremoti, i vastesi murarono solennemente una pietra proveniente dal celebre Santuario di San Michele sul Gargano presso Porta Santa Maria. L'edificazione del tempio vero e proprio iniziò il 19 marzo 1657 su un terreno donato da Francesco Cresci e si concluse nel 1675. La cappella, lievemente lesionata dalla grande frana del 1816, subì vari interventi strutturali: nel 1838 vennero
demoliti i due altari laterali per innalzare cappelle di rinforzo alle mura. Non bastando nel 1848 fu progettato un restauro definitivo ultimato nel 1852. In questa fase nacque l'avancorpo della facciata con le quattro colonne intonacate e la soprastante cantoria. Il pavimento decorato risale al 1887, mentre tra il 2000 e il 2001 un restauro completo ha riportato l'intero edificio all'antico splendore.
La facciata presenta un atrio d'ingresso con quattro colonne in mattoni intonacati, sormontato da una loggia adibita a spazio per il coro; qui si trova un organo a canne, donato nel 1907 dai cittadini vastesi emigrati a New York. All'ingresso, sotto il pronao, si trovano inoltre due antiche acquasantiere in pietra.
L'edificio ha una pianta ottagonale. All'interno, lo spazio centrale è dominato dal monumentale altare maggiore settecentesco in legno dorato, realizzato secondo la scuola veneziana da Berardino Lalli (1668). Sopra l'altare è posizionata la statua di San Michele, che raffigura l'Arcangelo mentre trafigge il diavolo con la spada, ispirandosi all'iconografia del Sansovino a Monte Sant'Angelo.
La vera unicità della chiesa resta la presenza di sette rarissime statue lignee policrome che raffigurano tutti gli Arcangeli della tradizione antica (Michele, Gabriele, Raffaele, Uriele,Barachiele, Jeudiele, Sealtiele), un ciclo iconografico insolito poiché il culto di quattro di essi fu vietato dai concili della Chiesa cattolica. La struttura non è una parrocchia autonoma e dipende dalla vicina chiesa di Santa Maria Maggiore.

La struttura è dotata di una rampa all'ingresso per facilitare l'accesso a visitatori con mobilità ridotta o in carrozzina.

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