Era 1818 y el Ejército Libertador se encontraba en la batalla de cancha rayada, conocida también como batalla de Maipú. Bernardo O’Higgins, quien más tarde se convertiría en director supremo, prometió que se construiría un templo en el lugar donde se obtuviera la victoria dedicado a la Virgen del Carmen, patrona y generala de los ejércitos como un voto de fe. Las palabras de O’Higgins se harían realidad, porque la victoria de cancha rayada marcó el proceso de independencia, aunque el templo se construyó mucho tiempo después. 

La planta del edificio tiene forma de abanico y desde allí, se extiende en casi 90 metros de altura. Fue construido en hormigón armado inspirado en el expresionismo alemán, donde se conjugan las formas geométricas del edificio con las del exterior que aportan a su monumentalidad, por ello, la explanada también forma parte del conjunto arquitectónico con su columnata. Además, para dar la impresión de que se mucho más alta, en la entrada se ubicó una escalinata doble y grandes puertas metálicas con vitrales o mosaicos de colores.  

El edificio fue diseñado por el arquitecto Juan Martínez, quien ganó con este diseño el concurso convocado convocado por la comisión Directiva Pro-Voto Nacional O’Higginspara este fin en 1943. Este arquitecto, es responsable, además, del diseño de la facultad de derecho de la Universidad de Chile y de la Escuela Militar.

Su construcción demoró más de 30 años, por las dificultades para su financiamiento, sin embargo, pese a la espera, logró hacer honor, por fin, al voto que hiciera O’Higgins. En realidad, el mismo año de la batalla de cancha rayada, Bernardo O’Higgins puso la primera piedra para la construcción de una capilla, llamada “de la victoria”, pero, producto de la partida del ejército libertador, éste sólo pudo concretarse en 1892. 

Este primer templo sufrió graves daños durante un terremoto en 1927, por lo que se decidió el reemplazo de su campanario. Más tarde, en 1974, se demolió la capilla por completo, quedando intactos sólo sus muros laterales que hoy permanecen en pie, alineados con el templo nuevo, como un recordatorio de la promesa de O’Higgins. 

Pese a que el templo fue inaugurado en 1974, la Virgen del Carmen, fue traída desde Quito en 1956. Esta imagen ocupa un lugar central en el templo, que también se encuentra retratada en el vitral del frontis, el único que tiene carácter figurativo, es decir, representa a algo concreto, en este templo, porque todos los demás, son abstractos, y, que se dice, es uno de los vitrales más grandes del mundo. Todos los vitrales fueron encargados al artista Adolfo Winternitz, quien se encargó personalmente de su instalación.

Bajo la torre campanario del templo existe un mirador desde el que se puede observar la ciudad, y el museo del Carmen de Maipú que contiene una diversidad de objetos coloniales.