La Chiesa di San Domenico, conosciuta anche come Convento dei frati domenicani, è stata riconosciuta, per la sua straordinaria bellezza, Monumento Nazionale, dal Ministero dei Beni Culturali.
Sorge su un lato di piazza G. Pisanelli, di fronte alla parte laterale della Chiesa Madre, e domina maestosamente tutta la piazza. La tradizione vuole che i committenti della struttura siano stati i frati Legari e Montano da Tricase e che l'opera sia stata realizzata da fra' Nicolò Paglia da Giovinazzo; inoltre pare fosse il sesto convento di quell'ordine. Sulla facciata, in perfetto stile barocco, si leggono due date: in basso 1679 e in alto 1688.
Fino al cinquecento è completamente assente la vita religiosa organizzata a Tricase, dopo il cinquecento invece sorsero gli ordini religiosi maschili, prima ad Alessano, poi a Tricase. Qui i domenicani avevano il convento all'interno della città ed era intitolato ai Santi Pietro e Paolo, dei quali si è celebrata, per tanti anni, la festa, con la realizzazione di una grande fiera.
Osservando la splendida facciata ci si rende subito conto come il barocco trovi qui la sua più eloquente espressione. Si affaccia sulla piazza con un prezioso sagrato e con un' alta e larga gradinata e presenta un grandioso portale, ai cui lati si levano due colonne per parte, mentre sull'architrave si trova un insieme di statue, raffiguranti la Vergine di Pompei, San Domenico e Santa Caterina. Nel secondo piano della facciata, finemente lavorato e adornato da statue, si apre un grande finestrone mistilineo e, ai due lati, due colone che, incastrate nel frontale, reggono la parte terminale, su cui svettano altre undici statue, quasi a voler proteggere la città.
La Chiesa era annessa al convento dei domenicani e vi si accedeva per corridoi segreti, che vanno dalla sagrestia al vecchio convento. Quest'ultimo oggi è di proprietà del comune. La chiesa fu dedicata alla Madonna del Rosario, raffigurata sul frontale, ed ha anche un bellissimo campanile, adornato da una cuspide decorata da sfere di maiolica, visibile da tutte le parti del paese.
All'interno è presente un'unica navata, vasta e luminosa, un presbiterio rettangolare sollevato su due gradini e un soffitto con le travi della copertura a capriata, coperte da un tetto ligneo piano; sul coro la volta è composita. Sui due muri laterali troviamo artistici altari, precisamente sette profonde cappelle laterali e due cappelloni che, tra loro antistanti, precedono il maggiore altare.
Cominciando da destra si incontrano gli altari intitolati a: San Paolo Apostolo, San Girolamo, Vergine del Carmine e San Vincenzo Ferreri, il cappellone di San Domenico di Guzman, l'altare maggiore del Sacramento e della Vergine del Rosario, il cappellone del Nome di Gesù, gli altri altari intitolati a San Tommaso d'Aquino, Annunciazione, Santa Rosa da Lima e San Giuseppe. La quarta cappella sul lato destro accoglie il vano di una porta aperta su via G. Pisanelli, sormontata da un'epigrafe latina che e numera i benefici accordati al convento, nel 1727, dal papa Benedetto XIII.
Sotto la cantoria dell'organo, che sovrasta il portone d'ingresso, e ai lati di quest'ultimo sono presenti due statue scolpite in pietra locale e dipinte, che raffigurano, a destra San Francesco di Paola e a sinistra san Cristoforo.
Sul lato destro della porta maggiore, disposte su piccole basi, si trovano le statue lapidee e policrome dei santi domenicani: Raimondo di Pennafort, Vincenzo Ferreri, Antonino arcivescovo di Firenze, Pio V; ai lati dell'altare maggiore San Pietro martire e san Domenico; sul lato sinistro della porta maggiore le statue dei santi: Ludovico Bertrando, Giacinto e Tommaso d'Aquino.
Il coro, finito di restaurare nel 2011, è in legno di noce con diciannove stalli, a pianta rettangolare, illuminato da due finestre a lira e coperto da una volta a spigoli decorata a stucco. Qui si trovano cinque tele: di San Pietro e di San Paolo, della Vergine del Rosario (del seicento), l'Adorazione del vitello d'oro e infine il Sacrificio di Elia. Il pulpito è situato tra le cappelle di San Tommaso d'Aquino e del Nome di Gesù; è in legno intagliato e dorato, ha pianta esagonale in stile barocco.
La Chiesa è sede dell'antica confraternita della Madonna del Rosario, il padre spirituale è il parroco della Chiesa Madre, don Flavio Ferraro.
Le feste che vengono celebrate qui sono soprattutto quelle dedicate alla Vergine di Pompei, ad ottobre e maggio, e cioè in apertura e chiusura dell'anno pastorale, quasi a voler affidare a Maria tutte le attività della nostra comunità. Inoltre in questa chiesa si trovano le bellissime statue di Gesù morto e della Vergine Addolorata, che sono portate per l'intera città, durante la tradizionale e suggestiva processione dei misteri del Venerdì Santo. Per la sua straordinaria bellezza la chiesa accoglie a volte anche eventi e manifestazioni religiose di vario tipo; da ricordare in particolare la mostra fotografica dedicata a Don Tonino Bello, realizzata, per interessamento del parroco e del "gruppo don Tonino", nell'ottobre – novembre 2012, in occasione del trentesimo anniversario della sua ordinazione episcopale, in memoria della quale è stata anche collocata un'iscrizione ai piedi della vasta scalinata su piazza Pisanelli.