Nel settore più ampio del sagrato, in corrispondenza con l’angolo sud-ovest, sorge la piccola chiesa di Santa Lucia. Fu fondata nel XV secolo da Giacomo de’ Granghillis, ricco milanese abitante a Chieri. In seguito divenne di patronato della Casa dell’Elemosina, poi Ospizio di Carità. Nel 1593 gli esecutori testamentari del De Granghillis la cedettero alla Confraternita dei Disciplinanti della Santa Croce i quali la restaurarono, la ampliarono portandola a dimensioni doppie rispetto a quelle originali e ne mutarono l’orientamento: l’ingresso che, come quello della Collegiata, si trovava sulla facciata ovest, e del quale a tutt’oggi si nota la sagoma, fu trasferito sulla facciata est. Nei pressi della facciata eressero anche un piccolo campanile. Gli altari erano due: quello principale, dedicato a Santa Lucia, e un altro sul lato sinistro ad uso dei confratelli di Santa Croce.

Negli anni 1762-63 la Confraternita dei Disciplinanti di Santa Croce affidò a Bernardo Vittone il compito di ristrutturare la chiesa. Il Vittone suddivise l’interno in due parti: un presbiterio circolare, sormontato da un catino, e un’aula rettangolare, scandita da coppie di lesene sulle quali poggiano le volte. Nella parte anteriore l’ambiente si espande a formare due cappelle poco profonde, che ospitavano altrettanti altari. Il lanternino della cupola e le grandi finestre delle pareti laterali e della facciata inondano l’ambiente di luce.

Sebbene la chiesetta non sia più officiata e venga utilizzata esclusivamente per mostre e come sala per conferenze, sull’altare principale è stata conservata la pala raffigurante la Madonna col Bambino e le Sante Lucia e Apollonia e, inginocchiato, Giacomo de Granghillis.

L’autore del quadro è ignoto. Sull’epoca di esecuzione sono sorti degli equivoci, oggi superati grazie al provvidenziale rinvenimento negli archivi di alcuni documenti. Oreste Santanera, infatti, in considerazione dello stile, che richiamerebbe quello dei manieristi Lombardi, Emiliani e Genovesi di pieno Cinquecento, lo riteneva opera di metà del secolo XVI. Il che non è possibile. Dai documenti accennati si è appreso che solo nel 1593 gli esecutori testamentari di De Granghillis decisero di farlo dipingere, e il primo accenno alla sua presenza sull’altare si trova nella visita pastorale di mons. Carlo Broglia, del 1596. Non solo. Nei registri della Compagnia, alla data 1° dicembre 1596, si legge: “Al primo disembre datto a Fransisco Fea, per dipingere il varnimento della Anchona lire 23”. In quella data, cioè, Francesco Fea ricevette l’incarico di dipingere “il varnimento”, cioè (così sembra si possa interpretare questo testo) la cornice della pala la quale, quindi, essendone priva, era stata dipinta da poco tempo. Se ne conclude che ciò sia accaduto attorno al 1596.