Hacia el año 1720 el incremento de la población de la nueva Algeciras hizo que se quedara pequeño el oratorio de Nuestra Señora de Europa que, a falta de una iglesia de mayor amplitud, hacía las funciones de improvisada parroquia.

Las autoridades civiles y religiosas del lugar vieron la necesidad de construir un nuevo templo que estuviera acorde con la importancia que estaba adquiriendo la ciudad. En el citado año, el obispo de Cádiz, Lorenzo Armengual de la Mota, hizo una donación de 1.000 reales para que se comenzaran las obras de la nueva iglesia, cuyos trabajos se acometieron, además de con las aportaciones libradas por el Obispado, con las limosnas de los vecinos, rifas benéficas y la recaudación obtenida mediante la celebración de espectáculos públicos.

El 11 de enero de 1724 el obispo emitió un decreto por el que se erigía como parroquia “la iglesia del sitio de Algeciras” separada de la iglesia de Los Barrios. En su primer diseño estaba compuesta de tres naves, la central de doble anchura que las laterales, presentando el testero curvo. Sin embargo, en 1727 aún no se había levantado la obra de cimientos.

El lugar elegido para su construcción era el frente occidental de la Plaza Alta. Hacia 1736 los trabajos estaban casi finalizados, existiendo constancia de que el obispo consideraba que ya se hallaba la iglesia en estado de poder celebrarse misa. No obstante, por causas diversas, no siendo la menor de ellas la falta de recursos, el nuevo templo no pudo ser inaugurado hasta el 6 de junio de 1738. En la última década del siglo XVIII se le añadieron dos naves más. En 1790 se construyó una en el lado de la Epístola, diseñada por el Maestro Mayor de Fortificaciones Isidro Casaus.

Las obras fueron ejecutadas por el maestro alarife Alonso Barranco el Menor. La quinta nave, añadida junto a la del Evangelio, se edificó en el año 1793 costeada por el capitán de la Milicia Urbana, regidor del Ayuntamiento y corsario, Marcos Vivas. En el año 1791 se redactó el proyecto del campanario, aunque en un principio fue rechazado por la Real Academia de San Fernando, según refiere Ana María Aranda. Al fin se acometieron los trabajos bajo la dirección, de nuevo, de Isidro Casaus. Estuvo terminado en el año 1829 cuando se procedió a la consagración oficial del templo.

Imagen de la Virgen de la Palma en el altar mayor de la iglesia.

En 1845 Pascual Madoz se refiere a esta iglesia con las siguientes palabras: “El edificio es de regular arquitectura; sus paredes, bóvedas y figuradas columnas que sostienen la nave del centro son de ladrillo y argamasa; se divide en tres naves principales y otras dos laterales...; de sus quince altares, con otros tantos retablos de varia arquitectura, el mayor se halla situado en el centro de la cruz que forman las naves, y sobre él se ha colocado recientemente un templete de madera de buen gusto figurando jaspe...” En los sucesos del 12 de mayo de 1931 la iglesia fue asaltada, siendo destruido el citado templete del altar mayor, el coro y el órgano, así como las viejas imágenes que se veneraban en sus altares y capillas, entre ellas la del Cristo Crucificado y la de la Virgen de la Palma que sufrió importantes daños, aunque pudo ser reparada. En opinión de Juan Carlos Pardo, el rostro actual no es el original, que fue destruido en el transcurso del asalto. Se salvó un busto de principios del siglo XIX, conocido como Cristo de la Caña, que recibía culto en el interior de la iglesia, aunque antes estuvo en la Capilla del Ecce Homo situada en la parte trasera del templo.

En el año 1934 llegaron a Algeciras los Padres Salesianos, encargándose del culto de la iglesia el padre Andrés Yun Encinas, artífice de la reconstrucción del templo y de la regularización del culto en ésta y otras parroquias de la ciudad. La iglesia es sede canónica de la Real, Antiquísima y Venerable Cofradía del Santo Entierro y María Santísima de la Soledad, fundada en el año 1752 bajo el título de Santo Cristo de la Expiración y Santo Entierro. Sus dos imágenes titulares son, en la actualidad, un Cristo Yacente, obra del escultor algecireño José Román Corzánego, realizada en 1944, y la talla de candelero de María Santísima de la Soledad, del sevillano Juan Pérez Calvo ―según Pilar Pintor Alonso―. También tiene su sede canónica en esta iglesia la Cofradía de Nuestro Padre Jesús Nazareno, cuya obra escultórica se debe a Carlos Bravo Nogales que la realizó en 1941, así como el Santo Cristo de la Fe y María Santísima de la Amargura.

La iglesia, que es de testero plano y presenta planta rectangular, se articula en cinco naves, la del Sagrario y la de Ánimas erigidas, como ya se ha referido, a finales del siglo XVIII. El transepto sólo se distingue en altura. La nave central se cubre con una bóveda de cañón rebajada con lunetos ciegos y está decorada con cuatro falsos arcos fajones de moldura. Las dos naves laterales situadas junto a la central ―la del Evangelio y la de la Epístola― se cubren con bóvedas de arista y las dos exteriores con bóvedas de cañón y lunetos. La  bóveda de la nave central descansa sobre cuatro pilares de orden jónico en su cruce con el transepto y sobre pesadas columnas de orden dórico con grandes cimacios y collarín en el resto de la nave hasta los pies del templo. Un gran arco toral separa la nave principal del crucero. En la fachada, la puerta principal del templo está flanqueada por dos grandes contrafuertes rematados en curva con cornisas y la portada se halla enmarcada por sendas pilastras y dintel de sillería. Las pilastras se apoyan sobre basamentos también de buena cantería. Por encima del dintel y del entablamento hay una hornacina que, en la actualidad, contiene una imagen de la Virgen de la Palma. En la parte superior de la fachada se abre un óculo de forma ovalada. La torre, exenta y situada en el lado del Evangelio, se erigió sobre un potente basamento de cantería en el que se aprovecharon sillares extraídos de las murallas medievales, como demuestran las marcas de cantero conservadas similares a las halladas en el tramo del recinto exhumado en la Prolongación de la Avenida Blas Infante. La parte superior de la torre, con el cuerpo de campanas también se apoya sobre un basamento de sillares. Muestra esquinas achaflanadas, con el objeto de dar mayor esbeltez a la edificación. El campanario está rematado con una cornisa muy saliente y una bóveda semiesférica rebajada que acaba en una especie de chapitel moldurado.

Interior de la iglesia y de la nave principal con el altar que actualmente preside el templo con la imagen de la Virgen de la Palma sobre su pedestal.

La nueva iglesia parroquial de la ciudad se consagró, como se ha dicho, en 1829 teniendo como titular a Santa María de la Palma, advocación que aparece recogida en la Crónica de Alfonso XI cuando se describe la consagración de la mezquita mayor de Algeciras como templo cristiano una vez conquistada la ciudad a los musulmanes en el mes de marzo del año 1344. De la primitiva imagen que se entronizó en la iglesia en aquel año nada se sabe. Es probable que una vez tomada la ciudad en 1369 por los nazaríes fuera llevada a Tarifa, Cádiz o Jerez por los miembros del cabildo catedralicio. La imagen actual de la Virgen de la Palma, sin duda alguna la obra escultórica más destacada de las que se veneran en la iglesia, es de la segunda mitad del siglo XVIII. Por la voluptuosidad de los pliegues se ha venido aceptando como una talla barroca de procedencia italiana. Lo cierto es que no se tienen noticias de cómo ni cuándo llegó al templo. La Virgen de la Palma ostenta el título de Patrona de la ciudad junto al patrón que es San Bernardo.