La Chiesa di S. Carlo nasce a ridosso della ripida salita di Pietraminuta. Il progetto originale è di Bartolomeo Bianco, anche se non è stato possibile accertare fin dove arrivi il suo impegno. Il piano della chiesa rialzato e la scala a due rampe per portarla a piano strada sono le due idee chiave della costruzione, che iniziò nel 1629. Nel 1631, rescisso il contratto con il Bianco, i Carmelitani scalzi la portarono avanti da soli e la intitolarono al loro protettore, S. Carlo Borromeo. La costruzione terminò nel 1673. Oggi la chiesa è officiata dai Padri della Fraternità della Santissima Vergine Maria.
L'architettura e l'impianto sono quelli tipici delle chiese dei Gesuiti: navata unica e cupola all'incrocio del transetto; unica variante la cantoria ricavata sopra la volta del portico. La facciata fu probabilmente ristrutturata nel 1743 a spese di Gerolamo Durazzo, proprietario del Palazzo antistante (oggi Palazzo Reale). Per quanto riguarda l'interno, la decorazione della volta e delle pareti, salvo i peducci della cupola con Virtù di Domenico Parodi, risale alla fine dell’Ottocento e fu guidata da Maurizio Dufour. Gli altari, dati in giuspatronato a famiglie abbienti, hanno notevole rilievo. L'altar maggiore originario è stato sostituito nel 1868 con quello della cappella Sauli della chiesa di S. Domenico, dovuto a G. B. Casella (XVII secolo). Le cappelle laterali, quelle del presbiterio e quelle del transetto sono decorate dal Chiappe, dal Piola, dall’Algardi, dal Benvenuto, dal Parodi, dal De Ferrari e dal Delle Piane.
Le pareti e la volta dell’unica navata sono decorate solo fra il 1890 ed il 1898 sotto la guida di Maurizio Dufour che curò il rivestimento delle pareti, la creazione di nicchie ove furono collocate statue in gesso eseguite da Antonio Brilla, e la decorazione della volta ad opera di Domenico Buscaglia. Bellissimo l’altare in marmo nero di Portovenere realizzato da Alessandro Algardi per la Cappella della famiglia Franzone.
