La Chiesa di Sant'Agostino sorge nel pianoro a nord sotto la Chiesa Madre. Essa è annessa all'omonimo Convento dei Padri Agostiniani. Codesta Chiesa viene segnalata perché nello stesso punto dove essa sorge vi era la Chiesa dei Santi Pietro e Paolo nel 170 d.C. e quindi una fra le più antiche costruzioni religiose della Sicilia. Successivamente, nel 1502, l’edificio diviene residenza dei frati Agostiniani.
In passato nella chiesa era molto venerato San Nicola da Tolentino di cui si conserva un dipinto ad olio su tela della prima metà dell'ottocento. Il Santo è raffigurato al centro della scena pittorica, in alto campaiono la Madonna, l'Eterno e Sant'Agostino che lo incoronano.
Tra i frati Agostiniani di Troina si distinse l'Abate Padre Fulgenzio il quale, nel 1665, per elezione del capitolo tenutosi a Siracusa, fu nominato responsabile della provincia religiosa.
La costruzione dell’edificio, in forma ottagonale e preceduta da un piccolo vestibolo, è caratteristica della fine del diciottesimo secolo. La struttura presenta una facciata a due ordini architettonici, in stile neoclassico tessuta con paraste, cornici ed elementi decorativi in arenaria gialla locale. Il convento, costituito da due corpi volumetrici, è scandito in tre ordini architettonici. Nella sagrestia della chiesa una lastra tombale di stile barocco rivela la presenza di una cripta cimiteriale. Sempre nella sagrestia, sotto gli strati d'intonaco, è possibile notare elementi strutturali precedenti alla costruzione barocca.
La particolarità del Convento è data dal suo essere cinto da qualcosa come quaranta loggiati.
