La capilla universitaria fue construida en 1498 por el célebre arquitecto del período gótico valenciano Pere Compte y totalmente renovada en 1736 por Miguel Martínez en una variante clasicista del barroco meridional.

Es de una sola nave abovedada de cinco tramos, segmentada por pilastras corintias con arquerías en los intercolumnios. El presbiterio está realzado por una airosa cúpula oval en cuyo clave se ostentan las armas de Valencia, que promovió su fundación. A los pies se encuentra un coro alto que ocupa el primer tramo.

El altar mayor es una bella pieza barroca en madera dorada que enmarca la tabla original renacentista de Nuestra Señora de la Sapiencia, patrona de la Universidad, pintada en 1516 por Nicolás Falcó. Está rodeada con otras pinturas barrocas atribuidas a Evaristo Muñoz (1631-1737). De las paredes cuelgan óleos de los siglos XVII y XVIII que representan el juicio de Salomón, la Venganza de Tomiris, diversos santos que tenían relación con la institución académica valenciana y, bajo la bóveda del coro, la Concepción Niña.

Desde su fundación la Capilla ha sido el gran salón de actos de la Universitat, donde además de los servicios religiosos tenían lugar las oposiciones a las cátedras, la defensa de las tesis, la concesión de los grados académicos y especialmente las Sabatines, discusiones escolásticas entre profesores y estudiantes que podían ser presenciadas por cualquier ciudadano.

La Capilla fue completamente restaurada entre 1985 y 1990 y se emplea con frecuencia para actividades culturales: recitales, conferencias y conciertos musicales.