Junto con su «gemela» Santa Cristina cierra el lado sur de la piazza San Carlo. Sede histórica de los Siervos de María, está dedicada a San Carlo Borromeo, el santo Arzobispo de Milán que tuvo una devoción particular por la Sábana Santa. Emanuele Filiberto trasladó el lienzo a Torino en 1578 para abreviar el viaje del Obispo que, a pie, estaba yendo a Chambéry para venerarlo. La iglesia es de 1619, pero la fachada fue realizada en 1834 siguiendo el modelo de Santa Cristina.