La chiesa è situata in un’antica proprietà della congregazione dei Benedettini, afferenti alla chiesa di S. Eufemia della fonte fouori le mura. L’esterno della chiesa è il risultato degli interventi settecenteschi: l’imponente facciata marmorea è suddivisa in due ordini da un’alta trabeazione, entrambi scanditi da lesene innestate su alti basamenti. Il registro inferiore ospita tre ingressi, fra i quali il centrale è di più ampie dimensioni ed è coronato da una cimasa curvilinea al centro della quale campeggia una lapide dedicatoria. Il registro superiore è raccordato al sottostante tramite volute e ospita un grande finestrone recante uno stemma in sommità. A coronamento è posto un frontone triangolare. L’ingresso sinistro conduce a una piccola cappella, non comunicante con l’interno della chiesa, dedicata al tema della crocifissione di Gesù, con modeste decorazioni alle pareti e un crocifisso sul fondo. L’ingresso destro immette invece in un corridoio che fiancheggia la navata della chiesa, conducendo prima alla cripta e poi alla sacrestia.
L’interno è molto alto, ampio e profondo e si sviluppa su una pianta a navata unica, con tre cappelle per lato decorate da archi incorniciati da lesene di ordine corinzio reggenti una trabezione, sulla quale si imposta la copertura formata da tre volte a vela in sequenza. Il presbiterio, molto lungo, è coperto da una cupola in corrispondenza dell’altare maggiore e da una volta a botte come copertura del coro rettangolare, rialzato rispetto all’aula.
A destra del presbiterio, scendendo una scala, è possibile accedere alla cripta. Sulla parete della scala d’accesso è posto un tondo con la raffigurazione della Madonna, opera attribuita a Vincenzo Civerchio. La cripta, appartenente alla primitiva chiesa, è divisa in tre piccole navate da tozze colonne con capitelli gotici a foglie grasse. Alle pareti sono appesi alcuni dipinti, provenienti dalla chiesa di sant’Angela Merici e opera di Francesco Giugno, raffiguranti i Santi Faustino e Giovita, il loro Martirio e Sant’Afra
1321 – La storia della chiesa di Sant’Afra e del monastero attiguo si dirama da quella della chiesa di Sant’Eufemia della Fonte, collocata a est della città murata. Questa chiesa e il convento annesso, gestiti dai Benedettini, erano sempre stati molto esposti agli attacchi esterni e alle invasioni essendo fuori le mura, tanto che dalla fondazione avvenuta nel 1022 all’inizio del Trecento, il complesso era stato occupato e semidistrutto già due volte e la situazione economica verteva ormai al peggio. Nel 1321 l’abate di Sant’Eufemia acquista per questo motivo un fabbricato degli Umiliati a Torrelunga, oggi corrispondente all’area di Piazzale Arnaldo e all’attuale chiesa di Sant’Afra, seguendo il comportamento di altri monasteri benedettini della diocesi che avevano sede fuori dalle mura urbane.
XV – L’appellativo era utilizzato fino alla prima metà del Novecento soprattutto per distinguere questa chiesa dall’omonima chiesa di Sant’Afra in via Francesco Crispi che, dopo essere stata distrutta dai bombardamenti della seconda guerra mondiale, fu ricostruita mutando l’intitolazione in chiesa di Sant’Angela Merici, tuttora presente. Non essendoci più omonimia, pertanto, l’appellativo “in Sant’Eufemia” è oggi in disuso.
1444 – L’autorizzazione alla costruzione di un nuovo convento con annessa chiesa, risale al 1444 con bolla di Papa Eugenio IV.
1462 – I lavori della costruzione della chiesa hanno inizio nel 1462.
1478 – Nella cripta era presente fino alla seconda metà dell’ottocento, l’arca di San Paterio, eseguita nel 1478 circa, da allora esposta nel Museo di Santa Giulia.
XVI – Sul lato destro della controfacciata si trova il piccolo vano del battistero, contenente un pregevole fonte battesimale proveniente dalla chiesa di Sant’Angela Merici, ottagonale e di modeste dimensioni.
1526 – Nel 1526 il Moretto esegue la Pala dell’altare maggiore dedicata a Sant’ Eufemia, posta ad ornamento della chiesa dopo la sua fondazione.
XVIII – LViene realizzato l’altare, che accoglie le reliquie di san Paterio in un’elegante urna marmorea, opera dello scultore Antonio Calegari.
XVIII – Antonio Mazza e Carlo Innocenzo Carloni realizzano l’apparato decorativo di tutta la chiesa, compresa la volta e la cupola.
1797 – Nel 1797 il monastero viene soppresso, mentre la chiesa resta aperta e officiata.
1859 – Nel 1859 il complesso conventuale limitrofo alla chiesa diventa sede degli uffici del comando militare nazionale e ancora oggi è sede della caserma Goito.
1867 – Sull’altare maggiore, posto sulla parete di fondo del coro, si trova la grande pala con le Sante Caterina, Barbara, Agnese, Lucia, Cecilia ed Eufemia di Enea Salmeggia, che sostituì nel 1867 la pala del Moretto.
1479 – Nel 1479 la chiesa è terminata e le reliquie di san Paterio, antico vescovo della città di Brescia, vengono trasferite nella loro nuova sede, in una nuova arca collocata nella cripta sotto il presbiterio.