Non si conoscono le esatte origini della chiesa di San Stae, in italiano Sant'Eustachio, ma pare che esistesse già nel XII secolo. Eustachio — cacciatore — visse tra il I e il II secolo e, sotto Traiano, si convertì al cristianesimo dopo la visione onirica di un cervo che tra le sue poderose corna conteneva una croce illuminata. Negò il sacrificio agli Dei e per questo venne martirizzato insieme alla moglie Teopista e ai figli; si narra siano stati rinchiusi all'interno di un grande toro di bronzo infuocato.
Il luogo di culto subì diverse edificazioni e la costruzione iniziale era costituita da elementi tipicamente bizantini: cinque navate, tetto a capriate scoperte, presbiterio e abside adornati da spettacolari mosaici; al contrario di adesso, la facciata dava sulla Salizzada. Nel Quattrocento al suo interno venne costruito un coro in legno e all'esterno venne realizzato un porticato; quest'ultimo ebbe vita breve, nel 1479 venne abbattuto in quanto sotto di esso venivano compiuti atti considerati deplorevoli. Nel XVII secolo l'antico edificio venne raso al suolo e fu incaricato l'architetto Giovanni Grassi per la sua riedificazione; quest'ultimo, modificò anche l'orientamento dello stabile così come lo possiamo vedere ancora oggi.
L'interno è composto da un'unica navata e tre cappelle aperte su ciascun lato; nel centro è presente un'ampia lapide che raccoglie le spoglie della famiglia Mocenigo. Il bianco delle pareti e le ampie finestre rendono il tempio molto luminoso.
Nel lato destro sono visibili opere rilevanti di Nicolò Bambini, Giuseppe Camerata e Antonio Balestra mentre sulla sinistra le cappelle conservano capolavori di di Giuseppe Torretto e Pietro Baratta, Francesco Migliori e Jacopo Amigoni. Il pezzo forte della chiesa è senza dubbia la tela sul soffitto di Bartolomeo Letterini Le Virtù e due confratelli della Scuola del Santissimo del 1708 mentre alle pareti si trovano dipinti di Giuseppe Angeli e altre dodici tele di ridotte dimensioni che raffigurano gli Apostoli; queste ultime furono realizzate grazie al contributo di Andrea Stazio. Di queste, si esaltano Il Martirio di San Bartolomeo, opera giovanile di Giambattista Tiepolo, San Giacomo Maggiore di Giambattista Piazzetta e San Pietro liberato dal carcere di Sebastiano Ricci. In sacrestia, spiccano tre opere rispettivamente di Maffeo Verona, Giambattista Pittoni e Bartolomeo Litterini.
E' presente inoltre un organo Callido realizzato nel 1772 a una tastiera e 15 registri con decorazioni di angeli musicanti (viola, cornetto, violino, liuto e violoncello).
La facciata è stata ideata da Domenico Rossi e costruita nel Settecento grazie all'eredità del doge Alvise II Mocenigo; alla sua realizzazione parteciparono numerosi scultori: Giuseppe Torretto, Antonio Tarsia, Pietro Baratta e Antonio Corradini.
Il luogo religioso fu sede di numerose scuole: dal 1324 quella di Santa Caterina d'Alessandria, dal 1424 quella di Maria Assunta, dal 1480 quella di Sant'Eustachio mentre la Scuola del Santissimo Sacramento dimorò tra il 1511 e il 1681 e finanziò gli interventi di restauro della Cappella del Santissimo.
