Situada como prolongación del brazo derecho de la nave del crucero del templo, realizó su traza el arquitecto José de Bada y Navajas, a la sazón arquitecto de la Catedral de Málaga y de las granadinas iglesias del Sagrario y San Juan de Dios. Las obras de la capilla comenzaron en septiembre de 1733, estando completamente terminada mediado 1737. Tenía cripta de bóveda rebajada y se desarrollaba en planta cuadrada con esquinas en chaflán y pilastras, cúpula sobre pechinas y linterna cilíndrica.
Además poseía sacristía propia, vivienda para sus capellanes y sacristán, y habitaciones destinadas a conservar la documentación de todas sus Pías Fundaciones motrileñas.
El Profesor López-Guadalupe Muñoz en su trabajo El mecenazgo artístico del Cardenal Belluga: La Capilla de la Virgen de Los Dolores en la Iglesia Mayor de Motril, ha realizado el estudio más profundo sobre este espacio arquitectónico, desgraciadamente desaparecido.
