L'edificio è tra le dipendenze della Parrocchia di Maria Vergine Assunta di Busca. Il primo impianto tardo-romanico, costituito dall'aula su cui si appoggia l'abside a catino semicircolare, risale probabilmente al finire del sec. XII; in esse sono presenti tracce di decorazione di sapore romanico. La successiva fase edilizia della chiesa occupa la parte centrale del complesso, ed è ben visibile sul lato meridionale. Si notano gli archetti a dente di sega di forma rudimentale che richiamano quelli più elaborati nei marcapiano dell'antico campanile della parrocchia, risalente al secolo XIII. Tali aggiunte di epoca marchionale, probabilmente durante qualche pestilenza, hanno conservato caratteristiche stilistiche romanico-gotiche. In tempi successivi, intorno alla prima metà del sec. XV, la cappella è stata oggetto di trasformazione edilizia con l’aggiunta di una seconda aula in prosieguo della prima. Detto nuovo corpo di fabbrica è caratterizzato dall'impianto tipicamente gotico della volta a crociera che accoglie il ciclo pittorico dall'importante valenza artistica e documentaria. Qui vengono illustrati in sette episodi la Vita ed il Martirio di San Sebastiano, in aderenza alla narrazione di Jacopo da Varagine nella Legenda Aurea. Durante i lavori di restauro agli affreschi, tuttora in corso, è comparsa la data di realizzazione: 1494. Tale elemento giunge a conferma di quanto già ipotizzato nel 2008 da Massimo Bartoletti: "Potrebbero essere anche posteriori al 1490 le pur ridipinte storie del titolare nella cappella di San Sebastiano di Busca, per via dei clipei bordati di alloro contenenti i busti degli Evangelisti [...]". Un terzo significativo momento di ristrutturazione ed ampliamento della Cappella è databile al sec. XVIII, con la realizzazione del campanile nel 1771.