La chiesa di Sant'Agostino, anticamente degli agostiniani, fu costruita a partire dal 1338 nelle vicinanze della Porta di Cittanova che s'apriva nelle mura cittadine, presso la via Emilia in direzione di Reggio.

Del tempio medievale rimangono tracce sul lato sinistro, lungo via Sant'Agostino. Dietro la sobria facciata, l'interno si presenta in forme barocche, realizzate a partire dal 1662 per volontà della duchessa reggente Laura Martinozzi, nipote del cardinale Giulio Mazarino, vedova di Alfonso IV d'Este. La duchessa volle infatti allestirvi le esequie del marito, nascondendo l'involucro murario della chiesa gotica sotto un ricco rivestimento architettonico di stucchi, con statue e pitture, che riprendeva l'apparato effimero allestito nel 1659 per i funerali del suocero  Francesco I d'Este, su progetto di Gaspare Vigarani, architetto estense e celebre ingegnere di teatri.

Sotto la direzione dell'architetto bolognese Gian Giacomo Monti, la grandiosa aula unica del tempio venne così trasformata in un grande "teatro sacro", dove la lunghissima zona del presbiterio, sopraelevata su gradini, costituiva il palcoscenico su cui erigere le macchine funerarie dei duchi.

Scultori come Lattanzio Maschio e Luca Colomba, e i pittori Francesco Stringa, Olivier Dauphin, Sigismondo Caula, operosi nei cantieri ducali di Modena e Sassuolo, tradussero in immagini un colto programma iconografico che riprendeva temi allegorici e della genealogia estense.

Sulle pareti, nell'ordine inferiore, entro edicole si innalzano le statue di sante regine e imperatrici, tutte legate da parentele, anche lontanissime, con la famiglia d'Este; nell'ordine superiore, busti e ovali a rilievo con venerabili principi e re, cardinali e papi anch'essi antenati degli Estensi. In particolare, nell'abside sono collocati i monumenti dei tre protettori della dinastia: le beate monache Beatrice I e Beatrice II e San Contardo d'Este, principe pellegrino. Anche le pitture nel soffitto rappresentano santi della casata o ad essa imparentati. In questa celebrazione della gloria di Casa d'Este tramite i suoi santi e beati, le figure protagoniste sono le donne di stirpe regale, a consolidare il prestigio della duchessa reggente Laura che aveva promosso e finanziato l'impresa.

Spicca per intensità drammatica, nella prima cappella di destra, il Compianto sul Cristo morto, gruppo scultoreo in terracotta del modenese Antonio Begarelli, eseguito dal 1524 al 1525 per lo scomparso oratorio di San Bernardino. Nella quarta cappella di destra è esposta una pregevole Madonna col Bambino, affresco eseguito verso la metà del Trecento dal celebre Tomaso da Modena.