La Orden de San Agustín se instaló en el siglo XIII en Dueñas, a extramuros de la villa. Este primitivo convento fue arrasado en el siglo XIV, por lo que a principios del siglo XV se construye un nuevo edificio, esta vez dentro del recinto murado, al cual pertenece la iglesia de San Agustín. Su aspecto actual, viñolesco, es el resultado de las reformas efectuadas en los siglos XVI y XVII por Fray Francisco de Alegría y Juan de Lastra en la fachada, y Francisco de Mora y Francisco de Praves en la capilla mayor y el crucero. El convento fue exclaustrado en los procesos desamortizadores del siglo XIX; la iglesia se encuentra hoy abandonada, mientras que algunas de las dependencias conventuales se dedican a funciones culturales (Biblioteca, Archivo y Casa de Cultura).
La iglesia es un edificio de estilo herreriano. Presenta una gran nave central y cúpula sobre columnas toscanas. En la fachada se pueden observar los escudos de los Acuña y de los Guzmán, ya que, en el siglo XVII, el convento estuvo bajo el patronazgo de Juan de Acuña, marqués de Vallecerrato, que está enterrado en el altar mayor junto a su esposa, Ángela de Guzmán.
Sin protección específica
El interior, prácticamente vacío, está abandonado. La iglesia está tomada por la palomas que se cuelan por cualquier rendija, a pesar de las reformas en el tejado y los ventanales que se llevaron a cabo hacia 1995 y que, de nuevo, requerirían intervención.
Deterioro progresivo de su interior por abandono.