A Capela de S. Sebastião foi construída por iniciativa particular. Segundo as Visitações da Ordem de Santiago de 1523, foram os moradores de Alhos Vedros e da Moita que fizeram a referida ermida.

A inscrição epigráfica mais antiga, datada de 1453, leva-nos a inferir que a referida capela teria sido construída por volta de 1450/52. Esta inscrição, gravada em caracteres góticos, numa lápide votiva, situada na parede da ala Norte, refere-se à primeira sepultura aí feita, pertencente a Catarina Martins Moreira, filha de Martins Vasques Moreira, escudeiro criado do rei D. Duarte.

A já citada Visitação da Ordem de Santiago dá-nos um precioso testemunho da ermida, no início do século XVI: «E o corpo da dita Igreija tem as paredes de pedra e barro madejrada de castanho e cuberta de telha vaam. E no corpo da dita Igreija estaa huum altar d’azulejos e em cima delle huua imagem de Sam Roque, e huum retavolo de pano piqueno. E asy ho corpo da dita Igreija como a Capella e Samcristia he tudo ladrjlhado de tijolo.»

Pelos restauros que a capela foi sofrendo, ao longo dos séculos, verificamos que a organização do seu espaço geográfico se foi alterando, pois o altar de azulejos, de que fala o documento atrás citado, com a imagem de S. Roque e o pequeno retábulo de pano, já não existem no corpo da ermida.

Segundo as Informações Paroquiais de 1758, a capela sofreu grandes danos com o terramoto de 1755, sendo logo reedificada pela população da Moita. Tendo como base a mesma a fonte, sabemos que em 1758, o local era «o divertimento da terra», pois «dele se avista toda a cidade de Lisboa, Almada, Azeitão, Palmela, Alhos Vedros e todo o Tejo que medeia desta terra até Belém nunca se acha sem gente, assim da terra como das suas vizinhanças;(...)».

Actualmente a capela é composta por nave e capela-mor. Caracteriza-se pela sua simplicidade arquitectónica e despojamento decorativo, apresentando, no entanto, um belo conjunto de painéis de azulejos azuis e brancos do século XVIII, nas paredes laterais da capela-mor, onde figuram cenas do martírio de S. Sebastião. O corpo é coberto por um tecto de madeira tipo caixotão e tem um coro alto sobre a porta principal, com balaustrada também em madeira.

Na sequência das obras de que foi beneficiando, através dos tempos, foram removidas as lajes tumulares, sendo estas colocadas a esmo.

Com a proibição dos enterramentos nas igrejas, o cemitério foi transferido para a área envolvente da ermida, deixando esta definitivamente de servir o culto.

Actualmente e no âmbito de um projecto de intervenção integrada (arqueologia, arquitectura e museologia) do imóvel, foram firmados dois protocolos, um com a Direcção Geral dos Edifícios e Monumentos Nacionais (2001) e outro com o Instituto de Estudos Regionais e do Municipalismo «Alexandre Herculano» da Faculdade de Letras da Universidade de Lisboa (2000).