Im August 1500 kam Johanna von Aragon, die Gemahlin des verstorbenen Ferdinand I., König von Neapel, in einer Prozession, um dem Simulakrum der Kettenmadonna zu huldigen. Es ist also plausibel, dass dieses Ereignis den Bau eines Tempels veranlasste, der der Heiligkeit des Bildes angemessen war. Es ist wahrscheinlich, dass es sich um ein Projekt von Matteo Carnilivari handelt, einem der größten Meister des 15. Jahrhunderts in Sizilien, der unter anderem für den Bau des nahe gelegenen Palazzo Abatellis bekannt war, aber der mit der Ausführung beauftragte Meister war Antonio Belguardo. Der Name "Madonna della Catena" geht auf eine Legende zurück, die von einer Kette erzählt, die zur Absperrung des Hafens von La Cala aufgestellt wurde und an die die Gefangenen gefesselt wurden. Diese Kette wurde von der Sonne durch die Jungfrau der Gnaden gelöst, die von den Verurteilten um Hilfe gebeten wurde und deshalb ihren Namen erhielt. Der Platz, auf dem die Kirche gebaut wurde, heißt "Piazzetta delle Dogane", denn hier befand sich ursprünglich eine der fünf Türen, die entlang der Mauern der Cala in der Nähe der religiösen Struktur platziert und um 1570 geöffnet, um den Eintritt von Waren aus dem Meer zu ermöglichen und damit Steuern zu zahlen, daher der Begriff "Zoll", immer an dieser Stelle im Jahre 1750 wurde die Statue von Philipp V. von dem Architekten Paolo Amato errichtet. Heute sind jedoch sowohl das Tor als auch das Denkmal seit der anti-bourbonischen Revolution von 1848 nicht mehr vorhanden. Von außen fällt die Kirche durch einen dreiteiligen Säulengang mit abgesenkten Bögen an der Fassade auf, der stark an die Kathedrale von Cefalù erinnert, und einen an der Südseite, der an die Kathedrale von Palermo erinnert, eine breite Treppe, die ursprünglich zwei Läufe hatte, Pfostenfenster an den Seiten und schließlich die drei Eingangsportale von Giacomo und Vincenzo Gagini, von denen auch die Kapitelle und Säulen stammen. Das Innere besteht aus einem Kirchenschiff und zwei Seitenschiffen, die von massiven Säulen unterbrochen werden, die sich bis zum abgesenkten, kreuzförmigen Dach mit rechteckigen Pfeilern fortsetzen. Das Konzept ist das einer Säulenkirche mit kahlen Säulen und gekennzeichnet durch Marmor in verschiedenen Farbtönen, die nicht nur an den lokalen romanischen Stil erinnern, sondern auch an eine zeitgenössische Ästhetik, die aus der flämischen Malerei übernommen wurde. Das erhöhte, zweiteilige Querschiff erinnert an die Basiliken der Normannenzeit, während das Tiburium ein sternförmiges Gewölbe aufweist. Aufgrund ihrer besonderen architektonischen Merkmale inspirierte die Chiesa della Catena andere Gebäude des frühen 16. Jahrhunderts in Palermo. Sie kann auch als eine Art Schatzkammer der Werke von Gagini betrachtet werden, da sie Basreliefs und Marmorstatuen aus dem 16. Jahrhundert enthält, die die "Geburt und Anbetung der Heiligen Drei Könige" von Vincenzo und Antonello Gagini darstellen, sowie weitere Werke, die 1540 bei Giacomo Gagini in Auftrag gegeben wurden, und einen Schrein mit der "Krönung der Jungfrau", der ursprünglich in der Kirche San Nicolò im Stadtteil Kalsa stand. Die ikonografische Gestaltung der beiden Seitenschiffe und der Gegenfassade stammt von Olivio Sozzi, einem der bedeutendsten Maler Italiens zu Beginn des 18. Jahrhunderts, mit der Darstellung des Lebens der Heiligen Brigitte an der Decke und an den Seiten des rechten Seitenschiffs, und von Pietro Novelli, dem Autor eines Gemäldes des Heiligen Gaetano im vierten Feld des linken Seitenschiffs. Die Kirche Santa Maria della Catena befindet sich zwischen dem Corso Vittorio Emanuele und der Cala.