L’aspetto attuale risulta dai restauri del 1923: le capriate lignee policrome vengono rimosse per far posto a delle piccole volte gotiche in cemento, modificando completamente la natura dell’aula. Frammenti della copertura, impostata in origine su mensole lignee fito-zoo-antropomorfe, si conservano nella chiesa e nei locali del convento.
Mentre risulta ormai da scartare la datazione al XIV secolo di un lacerto di affresco sul pilastro sinistro della zona presbiteriale, da assegnare invece al pieno XVII secolo, è di estremo interesse il rinvenimento di una vasta parete affrescata sulla muratura destra dell’aula. Grazie alle moderne analisi è stato possibile rilevare la presenza di una Madonna col Bambino, figure di Santi e un grande Crocifisso del tipo “gotico doloroso”, della stessa tipologia del celebre Crocifisso di Nicodemo, conservato al San Francesco. L’intero insieme può ritenersi coevo alla fabbrica trecentesca.

Il 22 settembre 1343 il pontefice Clemente VI concede al giudice Pietro d’Arborea il permesso di rifondare il monastero di Santa Chiara. La chiesa precedente intitolata a San Vincenzo viene demolita in gran parte, tranne alcuni tratti che riemergeranno durante  lavori di restauro effettuati tra gli anni ’80  e ’90.
Il nuovo edificio viene ultimato entro il 1348, quando la moglie di Pietro, Costanza di Saluzzo deceduta probabilmente a causa della peste viene sepolta in una cappella della chiesa. Nel corso del Trecento i giudici stringono un rapporto sempre più intenso con la pia istituzione, donando e dotando il monastero in più occasioni. Della fabbrica gotica sono sopravvissute le strutture del presbiterio, con i peducci che mostrano le insegne giudicali accanto a quelle della Corona d’Aragona, una porzione della tribuna e alcuni conci all’interno dell’edificio. Gli schemi impiegati nella costruzione dell’abside quadrangolare rimandano al transetto della Cattedrale di Oristano. La pergamena di consacrazione dell’altar maggiore registra l’anno 1428, ma non è chiaro se in questa occasione vengono apportate modifiche alla chiesa o al convento.

Il monastero custodisce alcune opere d’arte e frammenti ceramici medievali di varia produzione, inoltre un prezioso Archivio contenente documenti a partire dal XIV secolo. Tale documentazione ha permesso di chiarire non solo alcuni aspetti storici della fondazione, ma anche questioni relative alla città, come l’organizzazione dei quartieri e l’attività degli artigiani. Tra i preziosi oggetti custoditi dalle monache, si ricordano anche due sigilli argentei: uno con stemma dei Bas-Serra e uno dell’abbadessa titolare, anche questi databili al XIII-XIV secolo.
Gli ampi locali del convento e il suo chiostro, subiscono varie modifiche nel corso dei secoli, ma sono ancora evidenti alle quote più basse le sue fasi medievali. Risultano caratteristici gli ambienti voltati in laterizio, impostati su archi ogivali.
Il recente restauro non solo ha permesso di recuperare i resti degli affreschi, ma ha anche donato una nuova illuminazione alla chiesa che viene restituita così ai fedeli e ai visitatori dopo alcuni anni di chiusura.