Corresponde este proyecto no construido a la primera localización de la iglesia parroquial de San Agustín, en un solar que designó el Ayuntamiento y la Junta de Reconstrucción de Madrid en la misma calle de Joaquín Costa pero frente a la iglesia finalmente edificada, en una plataforma elevada con acceso también por la calle Guadalquivir.
El programa que desarrolla es el de iglesia y casa parroquial y para la primera se utiliza, según instrucciones del vicario, el modelo de San Jerónimo. Moya la organiza al modo tradicional, con el ábside a oriente y la fachada principal a poniente, planta rectangular de 40,50x19,40 m con nave central de 13 m de anchura y dos tránsitos laterales para circulación y disposición de confesionarios; el ábside, también rectangular, se eleva cinco peldaños sobre el nivel de la iglesia y cuenta con tres capillas laterales y otra, mayor y de forma circular, para el Santísimo Sacramento. El coro se ubica sobre el vestíbulo de acceso y, sobre las naves laterales, se sitúan dos galerías para las celebraciones que requieran mayor aforo. Los anejos se instalan alrededor de la cabecera, juntos y entorno a un claustro y se incorpora una torre que actúa como fondo perspectivo de la calle Joaquín Costa, en su tramo este.
El edificio parroquial ocupa cuatro plantas de tres alas alrededor de un patio de 7,50x12,50 m. En él se desarrolla un programa de despachos, locales para Acción Católica, salón de actos para 210 personas, escuela, biblioteca y viviendas para los sacerdotes.
Respecto a la construcción, el arquitecto especifica que "... será la usual en Madrid para el Edificio Parroquial y dentro de la severidad y modestia que corresponde a este Edificio. Teniendo en cuenta la escasez de hierro, la estructura se compondrá de muros de carga de fábrica de ladrillo y de arcos de la misma fábrica, con forjados de hormigón armado donde no se puedan emplear bóvedas de rasilla. Las fachadas serán de fábrica de ladrillo visto y las cubiertas de teja curva. Los pavimentos y zócalos serán de baldosa, como es tradicional en Madrid, reservándose la madera para algunos despachos y salas" (LMOYAB_D009_C001-08_005).
La iglesia se cubre con una bóveda rebajada para conseguir una buena audición, el mismo Moya explica que"... la curva de esta bóveda ha sido calculada de manera que la concentración de sonido se produzca en un punto no existente en el interior." (LMOYAB_D009_C001_08_005). Esta bóveda se concibe en rasilla sin armadura metálica, con contrafuertes interiores de hormigón en masa con una ligera armadura que absorben los empujes horizontales, aprovechando la experiencia del autor en las obras de reconstrucción del Hospital de San Pedro de la Congregación de Sacerdotes de Madrid (unidad documental LMOYAB_105).
En 1946 se consiguió el solar de la calle Joaquín Costa donde se edificaría la iglesia definitivamente. Moya abandona ahí el modelo de basílica y aborda la planta elíptica que todos conocemos, más próxima a sus objetivos unidad y coherencia para la Casa de Dios.

El conjunto consta de Iglesia y casa parroquial; la primera presenta fachada a la calle Joaquín Costa, mientras que la segunda se sitúa en la parte posterior del solar. El proyecto se inicia en 1946 pero la obra se ejecuta con lentitud debido a la escasez de presupuesto, por lo que no se abre al culto hasta 1950, aún sin terminar las dependencias traseras.
El diseño se basa en una cuadrícula de 2,40 m de lado, tanto en planta como en alzado. El ladrillo es el material empleado para la estructura y las fachadas por ser el disponible con mayor facilidad en la época.
En palabras de su autor "ninguna preocupación simbólica ha regido el proyecto de la Iglesia de San Agustín. Sólo se ha considerado la necesidad de reunir el mayor número de fieles en buenas condiciones de visibilidad, audición y proximidad al Altar, con la condición de conseguir una estructura muy económica en sí que sin revestimiento alguno en la bóveda no sea perjudicial a las condiciones acústicas y tenga un aspecto digno. Sin embargo, todo se ha fundado en una forma tradicional de Iglesia: elíptica, como muchas de España en la época del barroco; balcón y galería (como un gineceo); altar en ábside; bóveda a gran altura, a pesar de las dificultades acústicas que exige resolver; iluminación natural repartida uniformemente..." (LMOYAB_D013_C003-03_002).
Así, la iglesia está constituida por una única nave elíptica de 24 m de longitud por 19,20 m de ancho. Como otros templos de este arquitecto, es un ejemplo de convivencia de planta central e itinerario procesional a lo largo del eje mayor, entre el acceso y el presbiterio, situado éste en un ábside circular, elevado siete peldaños sobre el nivel general.
Sobre la elipse se dispone una bóveda formada por veinte arcos cruzados agrupados en diez pares de arcos paralelos de 4,80 m de flecha. El trazado, de tradición hispano-árabe, constituye una seña de identidad de la arquitectura de Moya que, a estas alturas, había sido probado ya en las iglesias de Manzanares y del Escolasticado (unidades documentales LMOYAB_020 y LMOYAB_021 respectivamente), en el hospital de San Pedro (LMOYAB_105) y en el museo de América (LMOYAB_076). Esta disposición permitía reducir el número de cimbras necesarias para su construcción y su forma fue calculada para favorecer una buena audición de modo que la concentración de sonido no se produjera en un punto interior. Los empujes originados se absorben gracias a un zuncho perimetral de hormigón armado.
Moya explica que "por la fecha de construcción se trata de una Iglesia «preconciliar»; si bien, según las antiguas normas litúrgicas seguidas puntualmente, tenía ciertos aspectos no frecuentes en la época: la mesa del altar exenta, carencia de retablo, Sagrario en capilla independiente, forma general adecuada para la participación de los fieles, y dificultad para colocar altares en la nave" (LMOYAB_D010_C001-09_051).
Finalmente, la fachada principal se concibe independiente del edificio a modo de estandarte del templo y su concavidad amplía y enfatiza la entrada.

NOTA: El fondo LMOYAB cuenta también con el proyecto del edificio en otra localización anterior que no se realizó (LMOYAB_015a) así como con otras intervenciones parciales en él: Ampliación de piso en la Casa Parroquial de San Agustín (LMOYAB_015c) y Obras menores en la Iglesia de San Agustín (LMOYAB_015d).