Βρίσκεται στη συνοικία «Αγία Κάρα», κοντά στην περιοχή των Αλυκών, στα ανατολικά της πόλεως. Χτίστηκε το 1744 από τον ιερομόναχο Ματθαίο, μοναχό της Ι. Μονής Δουσίκου κοντά στα Τρίκαλα. Αυτός μετέφερε στη Λευκάδα τον Αύγουστο του 1743 την «κάρα» (δηλ. το θαυματουργό κρανίο) του Αγίου Βησσαρίωνα, Αρχιεπισκόπου Λαρίσης και Τρίκκης από το μοναστήρι του, σπεύδοντας σε βοήθεια των Λευκαδιτών, που αποδεκατίζονταν (1800 ψυχές αφανίσθηκαν τότε) από την θανατηφόρο πανώλη, "την πανούκλα τ' Άη Χαραλάμπου" -όπως την έλεγαν οι ντόπιοι.
Με την παρέμβαση του Αγίου, οι Λευκαδίτες σώθηκαν από τη φοβερή ασθένεια και, ως ένδειξη ευγνωμοσύνης, έχτισαν το ναό αυτόν προς τιμήν του σωτήρα τους Αγίου, στον χώρο όπου λειτουργούσε προηγουμένως το Λοιμοκαθαρτήριο- και τον παραχώρησαν ως μετόχι στη Μονή Δουσ?κου. Αργότερα παραχωρήθηκε στην Ι. Μονή Αγίου Γεωργίου στους Σκάρους και, μετά τη διάλυσή της, στην Ιερά Μονή Φανερωμένης. Ο ναός γκρεμίσθηκε από τον σεισμό του 1948 και ανοικοδομήθηκε εκ βάθρων το 1980.