La iglesia de Santa Bárbara en Madrid formaba parte del monasterio de la Visitación de Nuestra Señora, fundado a instancias de la reina Bárbara de Braganza, vinculado a la Orden de la Visitación de Santa María, creada por San Francisco de Sales y Santa Juana Francisca Frémyot de Chantal, y conocido como las "Salesas Reales". La fundación del monasterio tuvo dos objetivos: servir como residencia para la reina en caso de fallecimiento de su esposo, el rey Fernando VI, y funcionar como colegio para jóvenes de la nobleza.

En 1870 las religiosas fueron exclaustradas y el convento se convirtió en Palacio de Justicia, mientras la iglesia se mantuvo abierta al culto. Poco después, en 1891, la iglesia se convirtió en parroquia bajo la advocación de Santa Bárbara. Actualmente solo se conserva el templo, el resto del convento, muy transformado, está ocupado por el Tribunal Supremo.

La reina encargó el proyecto a François Carlier, arquitecto mayor del rey desde 1734, quien proyectó el diseño inicial del conjunto. Pero fue el arquitecto madrileño Francisco Moradillo, arquitecto mayor del rey desde 1754, quien dirigió las obras de monasterio, llevando a cabo varias modificaciones del proyecto inicial de Carlier, como fueron el atrio, las torres de la fachada y la cúpula, además de algunos elementos decorativos. Las obras se realizaron en un corto periodo de tiempo: comenzaron el 26 de junio de 1750 y en 1758 se inauguró en presencia de la reina.

La fachada está formada por un cuerpo central, dividido en calles mediante pilastras de orden gigante rematadas con capiteles compuestos, coronado por un gran entablamento con cornisa volada. Las tres calles centrales conforman un pórtico con arcos de medio punto que dan paso al atrio de la iglesia, ubicado bajo el coro alto. Sobre este cuerpo se asienta un frontón triangular, flanqueado por dos torres cuadrangulares de un solo cuerpo rematadas con cúpulas.

La decoración exterior e interior del templo fue realizada por artistas de la Corte italianos y españoles, destacando Giovanni Domenico Olivieri, escultor de cámara de Felipe V (suegro de la reina), que estaba dirigiendo el proyecto decorativo del Palacio Real. Para la fachada, Olivieri labró el medallón central, donde se representa la Visitación de María a su prima Santa Isabel, y dos relieves laterales con ángeles portando las Tablas de la Ley y la Cruz. También adornan la fachada las estatuas de bulto redondo, cobijadas en hornacinas, de San Francisco de Sales y Santa Juana Francisca, talladas por Alfonso Giraldo Bergaz, algo posteriores a la ejecución del templo.

El medallón es uno de los mejores trabajos de Olivieri. A la izquierda vemos a María y a la derecha a su prima Santa Isabel. En segundo plano aparece Zacarías, esposo de Isabel, y en un plano más lejano a José, esposo de María, pese a que en el texto de Lucas nada se dice sobre ambos hombres. La dedicación del convento al pasaje de la Visitación sin duda tiene que ver con la imposibilidad de la reina para concebir hijos.

Sorprende el gran virtuosismo de Olivieri (Carrara, 1706 - Madrid, 1762) en el trabajo con el mármol, con pormenores invisibles desde el suelo. La composición del medallón es sencilla y solemne, las figuras monumentales y clásicas, y sobresale la ampulosidad y riqueza de sus ropajes, elementos todos ellos característicos del escultor e imaginero barroco, de origen italiano. Tal vez lo más llamativo sea el magnífico estudio de perspectiva conseguido a través de los distintos grados de relieve que poseen las figuras y del cuidado marco arquitectónico en bajorrelieve del fondo.