Antica chiesa costruita tra la fine del XV e gli inizi del XVI secolo. Sotto l’altare della cappella sgorgava una sorgente d’acqua che diede il nome al santuario. Nel XVII secolo venne costruita una chiesa più grande vicino alla cappella originaria. 

La chiesa attuale ha pianta a croce greca, con tetto a volta sormontato da una piccola cupola. Nella parete terminale è stata murata la grande pala d’altare consistente nella ricomposizione di due maioliche provenienti dalle chiese Olivetane limitrofe, andate in rovina, Madonna del Giglio e Santa Maria dei Pini, entrambe attribuite ad Andrea Della Robbia. Sotto alla nicchia, è visibile la scena del miracolo della Madonna dell’Acqua, con in mano un rosario mentre rassicura la donna meravigliata dall’apparizione.