Non più utilizzata già alla fine del XVI sec., cadde in rovina all'inizio dell'Ottocento. Scavi  recenti  hanno  rilevato  che  la  cappella  fu  costruita  sulle  rovine  di una Chiesa precedente di dimensioni maggiori, la cui pianta basilicale a tre navate terminanti in absidi trova confronti con altre chiese di epoca normanna e normanno - sveva, databile alla fine del XII – inizi del XIII secolo. Questa Chiesa apparteneva all'abitato medievale  che  ormai  è  attestato  in  tutta  l'area dell'antica Segesta e che aveva la sua roccaforte nel castello posto sulla sommità del Monte Barbaro (alle spalle del teatro e della chiesa). All'esterno della Chiesa si trova un cimitero di semplici tombe scavate nel terreno, rivestite e coperte di lastre di pietra.   Il cimitero si sovrappone,  almeno in parte, ad una serie di ambienti (probabilmente  abitazioni)  di una fase precedente,  databile al XII sec.  e correlabile  per tipologie  tecniche edilizie alle costruzioni di tipo  musulmano ritrovate sulle sommità del Castello e a Nord dell'agorà. A  sua  volta  l'impianto medievale  è  sovrapposto  ai  resti  della città antica, che doveva costituire un'esauribile cava di costruzione. Si possono riconoscere alcuni ambienti di un edificio di età ellenistica (fine II – inizi I sec. a.C.) di cui non è nota la destinazione né la pianta  completa:  l'edificio  era originariamente  pavimentato  con  mosaici che sono stati riutilizzati anche come pavimento delle due chiese posteriori. Alla  fase  più  antica  appartengono  anche numerose cisterne per la raccolta dell'acqua piovana, scavate nel banco roccioso della montagna.