L'église de style romano-byzantin est l’œuvre de l'architecte Henri Revoil et date de 1853. Elle était située dans la ville des Tours, à quelques minutes de la bastide du Jas de Bouffan.
Le siège épicospal s’installe à côté de l’église peu de temps après le IVème siècle. Son nom est alors rattaché au bâtiment : Eglise Notre-Dame de la Seds pour “sedes episcopali” qui signifie “du siège épiscopal”.
Elle a été détruite au VIIIème siècle par les Sarrasins. En 1103, les fondations d’une nouvelle église sont établies et elle peut être reconstruite mais l’avancée est lente. Une nouvelle maladie commence à faire rage à partir de 1521. C’est la peste. De 1521 à 1630, Notre-Dame va accueillir tant bien que mal, des enfants échappant à l'épidémie. Lors d’une énième vague au XVIIème, une procession a lieu à l’Eglise Notre-Dame, le 1er septembre 1630, jour où la peste a commencé à se dissiper. Elle est aussi utilisée contre le choléra. Elle est élevée, ensuite, au rang de cathédrale et connaît alors son apogée, avant de tomber à l'abandon avec le déplacement progressif du centre de la ville vers le bourg Saint-Sauveur.
L'église actuelle est celle de 1853. Il s'agit donc du plus ancien édifice chrétien d'Aix-en-Provence dont il a été dit, lors d'une cérémonie en 1857, que son histoire est la partie la plus précieuse et la plus intime de l'histoire de la ville.
Elle a hébergé les reliques de Saint Mitre avant qu’elles ne soient envoyées à la Cathédrale Saint-Sauveur en 1383. Une légende veut que Saint Mitre ait protégé la ville d'Aix contre les maladies, en apportant lui-même sa tête sur l’autel de l’église, après son exécution.
Le culte marial qui y est rendu explique la présence d'une émouvante statue de la Vierge couronnée, allaitant l'enfant Jésus. Il justifie également celle de plusieurs ex-voto recouvrant entièrement le sol de l'église et qui forment une frise historique des épidémies, qui se sont abattues sur la ville au XIXe siècle.
Des visites sont disponibles tous les jours aux heures d'ouverture.