L'attuale chiesa di San Giovanni Battista venne edificata sul luogo di una preesistente antica fondazione (IX-X secolo), orientata ortogonalmente rispetto all’attuale e di dimensioni ridotte. Si hanno testimonianze di questa nuova chiesa già nel 1391, poi subì un ampliamneto fra il 1620 e il 1624, e un successivo restauro nel 1791 per opera dell'architetto ticinese Pietro Maggi, per volere del vescovo di Ripatransone Bartolomeo Bacher.
Il progetto previde la completa demolizione della chiesa originaria e il nuovo edificio venne eretto nel 1802, come è testimoniato dal mattone con la data incisa collocato sul lato occidentale. Il progetto del Maggi era caratterizzato da linee architettoniche sobrie e rigorose, secondo gli austeri canoni delle regole architettoniche controriformiste, riaffermate nella metà del Settecento, negli anni del pontificato di Benedetto XIV.
Infatti la facciata è semplice sia per lo stile architettonico che per il materiale costruttivo. Il prospetto è concluso da un timpano triangolare e presenta il tradizionale ordine a fascia, evidenziato da una cornice modanata e da lesene leggermente aggettanti che salgono fino al frontone e che tripartiscono la facciata. Si aprivano nella muratura quattro nicchie, disposte simmetricamente che avrebbero dovuto accogliere altrettante statue e un’ampia finestra quadrangolare centrale che ripete le forme del portale sottostante. La chiesa presenta tre ingressi che ripropongono il typum Trinitatis delle basiliche paleocristiane e al tempo stesso contribuiscono ad accrescere la molteplicità di prospettive della piazza, con le vie, le porte, gli archi che si aprono tra gli edifici che ne delimitano lo spazio come in una scena del teatro classico.

L'interno è ad un'unica navata coperta con una volta a botte ribassata, scandita in cinque campate che si contraggono alle estremità. Le pareti della chiesa sono interamente ornate da una trabeazione dorica su lesene, semicolonne e colonne scanalate e rudentate che si staccano dalla parete per sottolineare il presbiterio e la campata d’ingresso. L’altare principale, realizzato dal Maggi, è perfettamente inserito della struttura perimetrale della chiesa e se ne differenzia solo per il timpano triangolare sporgente che determina una struttura a edicola classica. La nicchia centrale ospita la statua lignea della Madonna Addolorata. Ai lati dell’altare maggiore sono presenti due coretti con grate lignee a fogliami che erano accessibili dall’attiguo palazzo e realizzate dopo il 1804, quando le autorità ecclesiastiche ne permisero l’apertura in cambio di una servitù di passaggio per il pievano. La chiesa presenta anche due altari laterali con i busti reliquiari di Santa Lucia e di San Giovanni Battista, entrambi in stile barocco.
Nella cantoria, sopra la bussola d’ingresso, si trova un organo donato dal vescovo grottammarese Vincenzo Franceschini, che aveva ricevuto il battesimo nella chiesa. L’organo, attribuito a Carlo Carletti (1828-1895), sostituì nel 1884 uno strumento più antico, mantenendone la cassa che presenta infatti caratteri databili alla metà del XVIII secolo. L’attuale decorazione dell’aula, che ha modificato profondamente l’originaria percezione interna, risale, invece, agli inizi del secondo decennio del XX secolo ed è opera del pittore sambenedettese Giuseppe Pauri. L’artista ha tracciato in due tondi della volta il suo nome e la data dell’intervento.
Il programma iconografico della chiesa è visibile nelle decorazioni del soffitto: si inizia, al di sopra dell’altare maggiore, con un dipinto raffigurante San Giovanni nel deserto e, ai lati, i due patroni di Grottammare, San Patrizio, a destra, e San Paterniano, a sinistra, si continua poi nella volta della navata con la Glorificazione di San Giovanni Battista e il Compianto di Cristo.

Museo Sistino di Grottammare

Dal 2002, dopo un lungo restauro, la chiesa è stata riaperta e ospita il Museo Sistino di Grottammare, una delle sedi della rete dei Musei Sistini del Piceno. Il museo conserva dipinti, arredi, suppellettili ecclesiastiche e opere cartacee, provenienti soprattutto dalle chiese di Grottammare.