Esempio di architettura romanica nel levante ligure del XIII secolo non se ne conosce la data d'inizio della costruzione. Di certo la chiesa è citata più volte in documenti del XIII secolo, tra cui uno datato al 1222, anno dell'ipotetico inizio dei lavori per l'edificazione del tempio religioso. È invece certo, dai riferimenti sulla facciata e sul primo pilastro a destra, che la chiesa fu consacrata il 20 maggio del 1463 dopo i nuovi interventi di ampliamento che dal 1450, con lo sfondamento delle due fiancate laterali, portarono la struttura interna a cinque navate (prima erano tre e scandite da quattro colonne) con cappelle laterali intercomunicanti. Le snelle colonne della navata centrale riprendono il motivo decorativo a fasce alterne già presente nella facciata.

L'altare maggiore, di manifattura genovese e in marmo bianco di Carrara, risalente alla metà del XVIII secolo, proviene dall'ex chiesa della Santissima Trinità, oggi oratorio di San Rocco. Nella navata centrale, sull'arco di trionfo, affresco con San Girolamo penitente; il pulpito datato al 14 luglio 1716, opera di un ignoto scultore ligure, raffigura il santo titolare e sotto lo stemma cittadino realizzato con intarsi marmorei. Sulle pareti del presbiterio i due laterali dipinti raffigurano San Gregorio Magno e Sant'Agostino, probabilmente risalenti al Settecento. Nella cappella a destra di quest'ultimo vi è una tela con l'Adorazione dei Magi, attribuita ad Andrea Semino, mentre nella cappella di sinistra una pala d'altare su tela del XVII secolo raffigurante Il Transito di san Giuseppe, di Giovanni Battista Merano.

Nella navata laterale destra vi è una lastra di marmo bianco di Carrara scolpita a rilievo, raffigurante il vescovo levantese Bartolomeo Pammoleo scolpita dallo scultore genovese Michele d'Aria; sopra la lastra vi è una tela ritraente la Crocifissione dell'olandese Martinus Jacob van Doorn. Poco dopo è presente il dipinto del Martirio di san Sebastiano, del XVI secolo, racchiuso in un'elegante cornice in marmo del 1577.