Attribuita a Pietro Fiorini, la chiesa fu costruita a partire dal 1575 e consacrata nel 1588.
Annessa al Convento delle Domenicane, prospetta con la semplice facciata sulla via Sant’Isaia, perfettamente inserita nel tessuto urbano grazie al portico posto in continuità con quello degli edifici vicini. L’aspetto fastoso e spettacolare dell’interno si deve ad un “rimodernamento” dell’apparato ornamentale e pittorico operato verso la metà del Settecento dal “quadraturista” Pietro Scandellari e degli artisti Nicola Bertuzzi e Tertulliano Taroni. Alla stessa epoca risale la trasformazione delle serliane e degli oculi cinquecenteschi nell’alzato centrale in finestroni rettangolari.
Nel 1799, in seguito alla soppressione degli ordini religiosi voluta dal governo napoleonico, la chiesa di San Mattia fu isolata dal convento, sconsacrata e ridotta a magazzino. Il restauro, iniziato nel 1981 e concluso nel 1994 a totale carico del Ministero per i Beni e le Attività Culturali, ha rimesso in luce quanto restava di stucchi ed affreschi. Affidata alla Direzione Regionale per i Beni Culturali e paesaggistici dell’Emilia Romagna dall’Agenzia del Demanio, la chiesa di San Mattia è diventata sede di esposizione, incontri, convegni dedicati all’architettura, all’urbanistica, al design, allo studio del patrimonio storico-artistico-paesaggistico del territorio emiliano-romagno