Considerada como uno de los más claros ejemplos de románico mudéjar de España. Se cree que se construye a principios del siglo XII y de este periodo se conserva la cabecera con tres ábsides y la torre de cuatro cuerpos, los tres superiores de arquerías.
Tiene planta basilical de tres naves, crucero, y tres ábsides semicirculares precedidos de sus correspondientes tramos rectos.
La cubrición se realiza con bóvedas de cuarto de esfera para el ábside y bóveda de cañón para el presbiterio, mientras que las cubiertas de las naves y del crucero fueron reformadas en las sucesivas restauraciones, y actualmente presentan, la nave central y el crucero un artesonado realizado en los años 50 del siglo XX, y las naves laterales tienen techo plano de yeso fruto de una de las últimas restauraciones.
De los dos ábsides laterales solamente es original el del lado de la epístola. No sabemos cuándo fue derribado el ábside septentrional para levantar en su lugar una sacristía.
Se conserva la portada original de triple arquivolta ojival protegida por un recuadro de ladrillos. Actualmente está cegada y hundida unos dos metros respecto al nivel de la calle lo que provoca problemas de humedad en el templo.
La torre es una reconstrucción exacta de la desaparecida original, que se derrumbó en 1948 arrastrando consigo los ábsides en los que se apoyaba.
Se reconstruyó por completo el centro del crucero, el tramo que precedía al ábside central y la torre finalizando las obras en 1960.
Encontramos en el interior dos piezas de estilo gótico realizadas en piedra hacia 1240: un San Juan Evangelista, que debió pertenecer a la primitiva portada del monasterio de San Benito, y un sepulcro que procede del monasterio de Trianos, en el que se representa la efigie yaciente de un caballero.
En el extremo meridional del crucero se abren dos sepulcros más, uno con los restos de Jerónimo Coronel Velázquez, provisor de las catedrales de Valladolid, León y Astorga, y el otro con los de sus abuelos y hermano.
El templo también custodia la sillería, de la iglesia de la Peregrina; una imagen de San Miguel del siglo XV; un retablo neoclásico con la imagen del titular perteneciente a la escuela de Salvador Carmona; dos púlpitos de alabastro que proceden del monasterio; y la urna con los restos de los mártires San Facundo y San Primitivo.
