Addossata sul lato destro del Duomo, nonostante si pensi che ne sia una cappella laterale, in realtà è una chiesa a sé stante. Non è certo se sia stata costruita sui resti di strutture antiche come il duomo poiché non è stato mai ritrovato nulla al di sotto delle sue fondazioni, l'edificio come la vediamo oggi invece ha origine nel XVIII secolo sebbene sostituisca uno precedente, di costruzione medievale.
Le sue origini infatti risalgono al XIV secolo, quando si andava diffondendo ad Atri il culto di Santa Reparata, favorito anche nel 1352 dall'elezione a vescovo di Marco Ardinghelli di Firenze, dove la santa è una dei patroni. Nel 1352, durante l'incoronazione a Re di Napoli di Luigi I d'Angiò, l'incontro degli atriani con la delegazione fiorentina, farà si che l'anno successivo la Santa venga elevata a patrona anche della città abruzzese nel 1355. Il comune quindi finanzia l'inizio dei lavori della nuova chiesa, affiancata alla cattedrale in modo da sottolinearne l'importanza per i cittadini, viene anche deciso nel 1562 di celebrarne la festa la domenica dopo la Pasqua, al contrario della tradizione che vuole la sua festa l'8 ottobre.
Agli inizi del XVIII secolo se ne decide la ricostruzione demolendo la struttura trecentesca per rimpiazzarla con un nuovo monumentale edificio, si chiama quindi a dirigere il cantiere l'architetto milanese Giovan Battista Gianni, si conserva solo qualche resto delle strutture medievali nel museo del Duomo.
I lavori si concludono nel 1741 e viene consacrata al culto nel giugno del 1758, come ricordato da una lapide murata all'interno. Gli ultimi restauri generali dell'edificio e delle opere sono iniziati sul finire del 2006, in concomitanza con quelli operati sul Duomo, conclusi nel 2015.
L'architetto milanese opta per quello che andava in voga dalle sue parti, il barocco lombardo, con primi sprazzi di neoclassico su una pianta a croce greca. Incastonata sopra il portale vi è un'altorilievo in pietra della Santa titolare di origine quattrocentesca, viene qui murato dopo il 1855 quando viene demolita la Porta dei Macelli, dove era inizialmente collocata. La figura è incorniciata dalla scritta latina che recita "Risorgerò per la pietà di Atri, come già per la protezione di Santa Reparata", il modellino della città che tiene in mano è posteriore e risale al XVI secolo in quanto è presente anche il campanile del duomo con il suo abbellimento cinquecentesco, manca sull'altra mano la palma. Un cornicione divide la facciata, su di esso si apre il grande finestrone, decorato da una vistosa architrave che risale fino ad entrare dentro il timpano triangolare, che conclude in alto l'edificio. L'interno è dominato dal grande baldacchino che ricopre l'altare principale, riproduzione molto simile al più celebre ciborio della basilica di San Pietro in Roma, si differenzia da questo infatti solo per alcuni particolari come il materiale, le dimensioni ridotte e la presenza dello stemma di Atri. Viene realizzata in legno di noce in seguito trattato e dipinto per assomigliare al bronzo viene eseguito da Carlo Riccioni, scultore della montagna teramana ma formatosi in roma alla bottega del Bernini. La realizzazione iniziata nel 1677 si prolunga per tredici anni e al momento della consegna nel 1790 viene montato nel coro del Duomo, spostato infine nei restauri del 1956-64 che per non coprire gli affreschi di Andrea de Litio, lo ricollocano nella sua destinazione originale. Alzando lo sguardo sopra il baldacchino si nota la bella cupola, illuminata da otto finestre che si conclude con una lanterna, dipinta in azzurro e decorata solo da alcuni sobri cornicioni. Nell'area del transetto hanno dimora gli altari costruiti a cavallo tra XVIII e XIX, affiancati da ovali di scuola napoletana dipinti con immagini dei santi, a partire dal transetto sinistro: San Gabriele arcangelo, San Gaetano da Thiene, un ignoto santo vescovo, San Biagio, San Pasquale Baylon e San Luigi Gonzaga. Interessanti sono i capitelli delle colonne all'interno, piuttosto inusuali in Abruzzo, sulle pareti sono aperte delle nicchie con altre starue di santi, sul braccio sinistro del transetto si si apre l'ottocentesca cancellata che collega la chiesa al Duomo.
L'altare dedicato a Santa Reparata occupa l'abside ed è diviso da una ringhiera in pietra, contiene una sua statuetta della fine del settecento in una nicchia decorata con stucchi e marmi dipinti, dominata lo stemma di Atri, un affresco dell'Assunzione di Maria si mostra in alto. Sul braccio destro c'è l'altare della Madonna Addolorata dove c'è una statua in cartapesta con una corona d'argento risalente al XIX secolo e la più recente statua del Cristo Morto del 1940, entrambe portate in processione il venerdì Santo.
Due statue della Madonna vestite con stoffe e ricami prezioni sono qui custodite, quella dell'Assunta e quella dell'Immacolata concezione, vengono esposte anche nel duomo in occasione delle rispettive festività. Quella dell'Assunta è settecentesca e di scuola napoletana mentre l'altra, più eminente è del XIX secolo ed è di scuola molisana, vanta anche un baldacchino sempre della stessa epoca, con il quale viene portata in processione.