La chiesa, orientata a nord-ovest si presenta con una facciata a salienti con la porzione centrale a capanna fortemente rialzata rispetto alle falde inclinate laterali, che si sviluppano in corrispondenza delle cappelle laterali e scandita da una pilastratura in cemento armato a vista che si contrappone al laterizio delle tamponature.
La parte basamentale è anticipata da un pronao addossato per tutta la larghezza, scandito da cinque arcate a tutto sesto su pilastri in cemento armato, di cui il centrale risulta di luce maggiore ed è caratterizzato da un andamento a capanna delle falde.
Superati i tre portali lignei, internamente la chiesa si presenta ad unica navata ripartita in cinque campate suddivise da arconi a forma poligonale e coperte da volte a vela a cui corrispondono per ogni lato quattro cappelle laterali e una campata intermedia che ospita i confessionali e gli ingressi laterali alla chiesa.
Il presbiterio, rialzato di qualche gradino, termina con una abside semicircolare ed è affiancato da due corpi laterali quadrangolari destinati a sacrestia.
Al ciclo pittorico, concepito unitariamente e incentrato sull’Addolorata tanto nel catino absidale quanto nelle decorazioni murarie della navata e delle cappelle laterali, si affianca anche una coordinata progettazione della scultura: il ciborio eretto sopra l’altare maggiore, le decorazioni a basso rilievo delle cappelle laterali, l’ambone, la vasca battesimale.
1926 – La chiesa dedicata a Santa Maria Beltrade venne costruita negli anni venti del Novecento per provvedere alle necessità religiose degli abitanti di viale Monza e delle vie adiacenti. L’antica chiesa con l’originaria dedicazione sorgeva in centro a Milano, nella piazza omonima e fu distrutta nel 1926. La prima pietra della nuova chiesa venne posata domenica 27 giugno 1926 alla presenza dell’allora arcivescovo di Milano Eugenio Tosi. Si tratta della prima chiesa progettata dalla scuola Beato Angelico di Milano.
1927 – Il 7 dicembre, in una solenne processione, venne trasportata la statua di Maria Addolorata dalla chiesa della parrocchia di San Sepolcro alla chiesa di Santa Maria Beltrade.
1933 – La chiesa venne solennemente consacrata dal cardinale Schuster il 12 dicembre del 1933.
1933 – Furono intrapresi lavori di completamento degli interni: don Pasini decise di concludere la decorazione degli interni sempre ad opera della Scuola Beato Angelico. In particolare decise di dedicare una cappella a Santa Rita, commissionando la costruzione di un altare in marmo di Verona.
1938 – Ad inizio anno si giunse alla decisione di decorare la cappella dell’Addolorata, affidando l’impresa alla Scuola Beato Angelico. Nello stesso anno iniziarono i lavori del pronao e del sagrato della chiesa. L’anno successivo vennero intrapresi i lavori per la realizzazione dell’altare maggiore in marmo, in sostituzione del provvisorio realizzato in legno.
1940 – Vennero decorate le cappelle dedicate a San Giuseppe e dei rimanenti alteri laterali. L’abside venne completata con il coro ligneo. Il pittore Antonio Martinotti decorò la controfacciata con un dipinto murario raffigurante la solenne processione del 1927, in cui la statua di Maria Addolorata venne trasportata nell’attuale edificio.
1989 – Progetto di restauro conservativo della decorazione interna.
1990 – Adeguamento liturgico del presbiterio a cura della scuola Beato Angelico.
2014 – Intervento di restauro alla copertura, a seguito crollo per implosione di una trave dell’ala destra del tetto con ricorsa del manto di copertura dell’intero complesso parrocchiale e posa lastre sottogronda e sostituzione lattonerie a cura dell’arch. Michele Mastrapasqua (studio Brambilla-Colombo).