La chapelle, située dans la partie d’Aoste autrefois appelée « Terziere della Bicheria », donne sur l’actuelle rue De Tillier, qui représentait au Moyen âge une importante artère citadine pour le transit et les activités commerciales. Au cœur de la « Bicheria », il existait une église dédiée à Saint Grat datant au moins de 1245, laquelle se dressait probablement entre les actuelles rues Croix de Ville et Lostan. La chapelle, quant à elle, fut édifiée selon toute probabilité au XVème siècle sous le patronage du Chapitre de la Cathédrale d’Aoste. Pendant un certain temps, celle ci dut coexister avec l’ancienne et plus grande église de Saint Grat ; ce n’est probablement qu’après que cette dernière perdit complètement son importance que le petit édifice fut dédié au saint évêque d’Aoste. Le XVIIIème siècle marqua le début de son déclin jusqu’à sa cession aux pompiers en 1780, puis à son utilisation successive en tant qu’entrepôt : c’est à cette période que la fresque de la façade et la portion supérieure du portail furent partiellement détruites en vue de la réalisation d’une nouvelle entrée. Durant la seconde moitié du XIXème siècle, la chapelle fut utilisée comme atelier de couture et boutique de vêtements.

La façade est ornée d’une fresque votive offerte par le citoyen Malcastia en 1512 : caractérisée par un style gothique international qui était désormais sur son déclin, le tableau représente la Vierge avec l’Enfant au milieu des saints Nicolas, Catherine, Barbara et Marguerite, auxquels fut ensuite ajouté Saint Grat. Il s’agit d’un des rares témoignages de la peinture du début du XVIème siècle en Vallée d’Aoste. L’intérieur se compose d’une salle en plan rectangulaire dotée d’une voute sur croisée d’ogives. Les arêtes caractérisent la sobriété de l’architecture gothique internationale, en partant de la clef de voûte puis longeant les quatre angles avant d’atteindre le sol. Le mur absidal de la chapelle présente une fresque datant vraisemblablement du dernier quart du XVIème siècle, mentionnée pour la première fois lors d’une visite pastorale en 1624. Au centre, une structure architectonique élaborée, largement inspirée du style classique et peinte en trompe l’œil, représente une Vierge de Pitié riche en personnages au pied de trois croix imposantes. Des vitrines dotées d’étagères et supports ont été installées pour l’exposition du matériel archéologique découvert pendant les fouilles réalisées lors des phases de restauration.

La chapelle, aujourd’hui déconsacrée, accueille des expositions d’œuvres réalisées par l’Association des Artistes Valdôtains, qui l’ont rebaptisée la « Galerie Saint Grat ».