De l'antic monestir avui en dia només podem contemplar l'església. Va ser construït l'any 833, quan el comte carolingi Aznar Galíndez s'estableix en aquesta zona, en els inicis dels nous comtats aragonesos. Es va convertir en bressol del regne d'Aragó i rebé el favor dels seus monarques. En 1072 s'hi establí una comunitat de monjos agustinians. Cinc anys més tard Sancho Ramírez el designa com a capella reial. El futur rei Alfons I el batallador, va viure la seva infantesa en aquest monestir, motiu pel qual posteriorment rebé molts favors quan Alfons I fou rei.

L'edifici respon al gust carolingi i això el fa únic en el nostre país. Gràcies a unes excavacions que es van portar a terme durant l'estiu de 1992, es va confirmar que anteriorment havia existit un monestir d'època visigoda. L'església era de tres naus amb absis rectangular. Es va suggerir mantenir visibles aquestes troballes, sense que interferissin al culte religiós, però com en la majoria d'ocasions es va optar per la solució més pràctica i econòmica que és la de tornar a tapar-les. 

El temple actual té una única nau amb planta de creu llatina. Es creu que originàriament tenia dues naus laterals, tal i com especifica la litúrgia carolíngia. Els grans arcs cegats que es poden veure des de l'exterior podrien ser els arcs formers que separaven les naus. Probablement fou en el segle XIII quan es van eliminar les naus laterals, durant unes obres de restauració que es van realitzar, degut al mal estat en que es trobava el cenobi.

En el creuer s'alçava un cimbori amb cúpula semiesfèrica, del que queda l'estructura exterior. En derrumbar-se la cúpula durant un incendi, es va substituir per una senzilla volta d'aresta, que darrerament s'ha refet com a volta de canó orientada en la direcció dels braços del transsepte.

La nau acaba en un gran absis semicircular per l'interior i amb forma poligonal per la part exterior. En les arestes podem trobar uns contraforts que a partir de l'alçada de les finestres es transformen en triangulars, forma que no trobem en cap altre indret d'Aragó.

L'absis està decorat interiorment amb cinc arcs de mig punt emmarcats entre dues línies d'imposta. Els arcs senars tenen una finestra de mig punt en el seu interior, mentre que els altres dos només compleixen funcions decoratives, ja que estan cecs.  L'absis es cobreix amb volta de quart d'esfera, que es converteix en volta de canó en el tram presbiterial. La línia d'imposta superior té continuïtat per tot el temple i serveix d'inici de la volta de canó, reforçada amb arcs torals, amb que està coberta la nau.

En els braços del transsepte estan decorats amb arcs cecs disposats en tres nivells, una estructura poc habitual. També podem trobar unes absidioles excavades en el mur oest i en els murs nord i sud, en funció del braç del creuer en que ens trobem.  Actualment podem observar diversos retaules dels segles XV i XVIII molt interessants.

En el braç nord del transsepte podem trobar una interessant sorpresa: es tracta d'una talla policromada d'un Crist Crucificat del segle XIII. Estava ocult en una mena de sepulcre, segurament es va amagar durant algun conflicte bèl·lic per evitar la seva destrucció. Es va trobar durant les obres de restauració del temple. Destaca per la seva expressió serena, els seus cabells i el curiós melic en forma d'espiral.

Just davant la porta lateral del temple podem veure la talla romànica de la Verge de Siresa. És del segle XIII i la Mare de Déu té el Nen assegut a la seva falda. També hi ha una altra talla en l'absis. En aquest cas es tracta d'una imatge de Sant Pere del segle XVIII, patró del temple. 

Un altre dels aspectes que fan a Siresa totalment diferent de la resta de monestirs espanyols és l'estructura situada al peus de la nau, en el mur oest. Trobem una cambra elevada, en forma de tribuna, amb un estil constructiu que ens recorda el carolingi. La nau està coberta amb volta d'aresta i actualment acull el cor amb antics llibres de cant gregorià.

Aquest mur oest presenta una torre amb una porta d'accés al temple en la seva part inferior. La porta és molt senzilla i només destaca pel crismó, que es va afegir en el segle XII.

Queden dos elements més per analitzar. El primer és una làpida de marbre blanc del segle IV.  És un escrit romà que descriu el mal estat de la via romana (Viam Famosam) que anava de Caesaraugusta fins a la Galia, una via de molta importància militar .

L'altre element seria una pila baptismal antiga, junt a la que trobem una basa de columna amb boles en les seves cantonades, que no té res a veure amb la resta del temple. Es desconeix quin era el seu ús. Sembla estar datada pels volts del segle XII.