Fundada a partir del testamento de Juan de Ayala Dávila y Zúñiga de 1615, que dejo todos sus bienes para que se erigiese un convento de recoletos descalzos de la orden franciscana. Dicha disposición testamentaria fue pleiteada durante años por los familiares de Ayala, y por los dominicos de Candelaria, hasta que una bula papal de 1677 determino la titularidad en los citados franciscanos. Entretanto se levantaba un complejo conventual, del que formara parte esta ermita, y cuya fábrica inicial se remonta a 1648 (según consta en una lápida histórica).

En 1821 se suprimieron los conventos, el recinto se hallaba deteriorado y fue subastado. En 1839, convento, tierras e iglesia pasaron a manos privadas.

El 24 de marzo de 2003 se incoa expediente de declaración de Bien de Interés Cultural, con la categoría de monumento, a la Ermita de San Diego.

La ermita es de una sola nave, que tiene unos 21 m. de largo por 9 m. de ancho, con piso de loseta cerámica antigua y techo artesonado de teja árabe a cuatro aguas. Exteriormente presenta disposición de única nave adosada por el lado del Evangelio al antiguo convento, tal y como es habitual en las construcciones isleñas. La fachada principal es de composición muy sencilla con esquineras de piedra a ambos lados y rematada en la pared del Evangelio con una espadaña de piedra de tres vanos (la espadaña es de dos alturas; con dos huecos en la parte inferior y uno más pequeño en el superior), con campanas en los vanos inferiores. Presenta además una ventana adintelada enmarcada en cantería (con piedra similar a la de las esquineras y espadaña) en la zona correspondiente al coro. Un arco de medio punto realizado en cantería, enmarca la puerta principal de acceso al templo. A los lados de la puerta principal se desarrollan dos bancos en piedra a manera de poyos.

La fachada lateral, correspondiente con el lado de la Epístola, cuenta con dos ventanas con arco de medio punto de cantería gris. También existe un arco de medio punto en piedra gris, que sirvió de acceso lateral de la ermita y que quizás se corresponda con una de las puertas que se menciona en la documentación de finales del siglo XVII.

En el interior existe un coro alto que ocupa todo el ancho de la nave, cuyo acceso arranca con una escalera de gran inclinación. La subida al coro está protegida por una barandilla, también de madera, con sencillos balaustres torneados como motivo ornamental.

Un poyo recorre el lado de la Epístola hasta la zona del presbiterio. Su fábrica es de la segunda mitad del siglo XIX. El asiento es de losas de barro, similar a la del pavimento. Se trata de un elemento muy característico en las ermitas canarias, tanto dentro como fuera de ellas.