La chiesa, che si trova a circa 5 km da Vicenza in direzione ovest, sorse come abbazia e venne costruita tra 1323 e 1357 grazie all'interessamento di tale Giacomo, figlio del nobile Cado, intenzionato ad entrare nella congregazione dei canonici regolari di Sant'Agostino, che reggevano la preesistente chiesa di XII secolo intitolata a San Desiderio. Al finanziamento contribuirono oltre ai vicentini, anche i veronesi e gli Scaligeri, allora signori di Vicenza, come precisa l'iscrizione sopra il portale che riporta il nome di Cangrande II della Scala, oltre a quello del già citato fra' Giacomo da Vicenza.
A cavallo tra '300 e '400, l'abbazia venne affidata a Gabriele Condulmer, poi divenuto papa Eugenio IV, e a Lorenzo Giustiniani. Dopo secoli di abbandono, è stata restaurata tra 1941 e 1942.
Ha una semplice facciata a capanna con un rosone centrale e archetti, mentre all'interno si conserva un polittico di Battista da Vicenza (1404) e, nel presbiterio, un prezioso ciclo di affreschi trecentesco attribuito all'anonimo Maestro di Sant'Agostino raffigurante Storie di Cristo e con la volta quadripartita che accoglie Evangelisti e Dottori della Chiesa.