En la primera mitad del siglo X se construyó en este lugar un templo pre-románico por orden de Alfonso V "el Noble" dedicado a San Juan Bautista y San Pelayo. El monarca hizo edificar este edificio como panteón real. En el año 988 fue arrasado por las tropas de Almanzor y no fue reconstruido hasta el año 1063 por Fernando I y su mujer Doña Sancha. Posteriormente fue ampliado por Doña Urraca y por Alfonso VI.

El templo está formado por tres naves acabadas por el este con tres ábsides. El principal fue sustituido en el siglo XVI por uno más grande, construido en estilo gótico flamígero.

El crucero sobresale en planta, dotando al templo de una planta de cruz latina. Sorprenden los arcos que comunican el transepto con las naves laterales, al ser  su intradós polilobulado. El transepto está cubierto con una bóveda de cañón, que arranca de una sencilla moldura y reforzada por un arco fajón.

Las naves están divididas en 6 tramos, los tres últimos ocupados por un coro de piedra del siglo XV. La división entre las naves se hace mediante arcos formeros, ligeramente peraltados, que se apoyan en columnas adosadas a unos pilares.

Los pilares tienen planta cruciforme o rectangular, alternándose su disposición a lo largo de todo el templo. Los primeros recogen la fuerza de dos arcos formeros y de los arcos fajones de la nave central y una de las laterales. En este caso los arcos de la nave central son dobles. En cambio, los de planta rectangular sólo recogen la fuerza de los arcos formeros y de los fajones de las naves laterales. Los arcos fajones de la nave central de este punto descansan en ménsulas que descargan su peso directamente en el muro.

Los capiteles de las columnas están tallados muy finamente. Los motivos con que están decorados son básicamente vegetales, de aves y historiados. Entre las historias narradas encontramos la escena de Sansón con el león, una lucha entre esclavos, que contemplan sus señores y luchas entre hombres y serpientes.

Desde el exterior sólo es visible el ábside sur. Es de planta semicircular, si bien el sector norte fue mutilado al construir el ábside principal en el siglo XVI. Inicialmente estaba dividido en tres segmentos, gracias a dos columnas adosadas. La situada más al norte también se perdió durante la reforma de la cabecera.

Todavía se conserva la ventana central, decorada con una arquivolta de medio punto, apoyada en dos columnas con los capiteles esculpidos. El del lado derecho tiene representados entrelazados vegetales, que salen de la boca de un león, mientras que el del lado izquierdo encontramos un ciervo atacado por una fiera. La reja de hierro con que está decorada la ventana es de época románica.

En el sector sur del ábside encontramos una arquivolta de similares características al anterior, pero sin una ventana en su interior. 

La cornisa dónde se apoya el tejado, está sostenida por canecillos esculpidos.

Las dos puertas de acceso las encontramos en el lado sur del templo.

En el brazo sur del transepto se abre la Puerta del Perdón. Es la puerta que utilizan los peregrinos para acceder al templo durante los Años Santos.

Fue construida en el siglo XII y está formada por dos arquivoltas de medio punto de baquetón. Estas se apoyan en dos pares de columnas, que tienen  sus capiteles esculpidos con entrelazados, buena parte de los cuales se han perdido. Rodea el conjunto un guardapolvo ajedrezado.

Lo más destacado de la puerta es su tímpano esculpido, dónde por primera vez en el románico, se exponen tres escenas en este elemento decorativo. La escena central representa el descendimiento  de la Cruz. La Virgen y San Juan sostienen el cuerpo de Cristo, mientras un personaje retira el clavo de la mano izquierda con unas grandes tenazas. Por encima de la Cruz encontramos dos ángeles turiferarios y en actitud de oración. En la escena de la derecha, vemos a las Tres Marías dirigiéndose al sepulcro, donde se encuentran con un ángel, que les muestra el sepulcro vacío. La tercera escena, situada en la parte izquierda del tímpano, representa la Ascensión de Cristo a los Cielos. Dos ángeles ayudan a Jesús a subir hacia el Reino de Dios tal y como se puede leer en una inscripción del arco que rodea el tímpano.

El tímpano se apoya en dos monchetas dónde se han representado dos fieras, con la cabeza girada hacia el exterior para observar al pelegrino que se decide a atravesar la Puerta del Perdón. La del lado izquierdo tiene un aspecto más simpático que feroz y más si tenemos en cuenta que se trata de un perro. Por su parte, la del lado derecho representa un dragón.

Alrededor de la portalada, encontramos un arco de medio punto, formado con una imposta esculpida con palmetas. Dentro de este arco encontramos dos imágenes, que corresponden a San Pedro y a San Pablo. Este segundo se encuentra a la izquierda y sostiene el libro de los evangelios con la mano izquierda, mientras que la derecha se muestra abierta hacia el exterior. En el otro lado de la puerta encontramos a San Pedro, que sostiene las llaves del Cielo. A ambos lados de la cabeza de los apóstoles encontramos dos botones florales.

Por encima de la portalada encontramos una gran ventana, que ilumina el brazo sur del transepto. Es de medio punto y está decorada con una arquivolta, que se apoya en dos columnas con los capiteles esculpidos con motivos vegetales. Este arco está flanqueado por dos más, de las mismas características, pero sin que haya ninguna ventana en su interior. El conjunto se apoya en una moldura ajedrezada y canecillos es culpidos.

La otra portalada se abre en el muro sur de la nave y es conocida con el nombre de Puerta del Cordero, debido a la figura del AgnusDei, que preside su tímpano.

Está formada por tres arquivoltas de medio punto, las dos interiores de baquetón. Todas ellas están decoradas con una escòcia decorada con palmetas. Un guardapolvo ajedrezado  rodea el conjunto.

Las dos arquivoltas más interiores se apoyan en dos parejas de columnas, que tienen sus capiteles esculpidos. Estos se encuentran en un estado de conservación más aceptable que los de la Puerta del Perdón. El que se encuentra situado más a la izquierda tiene esculpida una arpía, rodeada por dos otras bestias. En el siguiente capitel vemos a dos monas, entre las cuales encontramos un ser humano, las piernas del cual se transforman en zarpas.  En el lado derecho vemos a una mujer con el cabellos al aire, símbolo de la lujuria, rodeada por un toro y un demonio. El cuarto capitel tiene entrelazados, que esta vez si han sobrevivido al paso de los años.

El tímpano vuelve a ser el elemento más interesante de la portalada. En la parte central se representa el sacrificio de Isaac. Encima suyu  encontramos al Agnus Dei dentro de una mandorla y rodeado por cuatro ángeles. A la izquierda de Abraham vemos la mano de Dios deteniendo el sacrificio, mientras que un ángel le muestra un cordero como víctima del sacrificio.

El resto de personajes han sido interpretados como soldados romanos, clara alusión de la presión que este imperio realizó en los primeros siglos del cristianismo. De derecha a izquierda vemos a un personaje sentado ante una tienda de campaña militar, probablemente un emperador. A su lado vemos un caballero que se dirige hacia el centro de la escena. A su lado un hombre vistiéndose y calzándose las botas. Al otro lado vemos un soldado con un arco montado a caballo y otro que sostiene una vara de mando.

Flanquean la portalada dos grandes esculturas. A la izquierda vemos a San Isidoro, con vestido pontifical y báculo en la mano izquierda, mientras que con la mano derecha está bendiciendo. En el otro lado de la puerta encontramos a San Pelayo, sentado en una silla de tijera. Con la mano izquierda sostiene el libro de los Evangelios.  Sobre las dos imágenes podemos ver varias piezas escultóricas, que seguramente fueron reaprovechadas del edificio anterior. Podemos ver a David rodeado de músicos, símbolos del zodiaco, un soldado con su espada y escudo, entre otros motivos.

Los dos monchetas están esculpidas con cabezas de carnero.

A los pies de la nave se levanta la gran torre de campanario. Tiene planta cuadrada, la superficie de la cual va disminuyendo a medida que se gana altura. Destacan los dos pisos superiores. En el más alto encontramos dos grandes ventanales en cada uno de sus muros, decorados con una arquivolta, apoyada en columnas con los capiteles esculpidos. En el piso que hay justo debajo, podemos ver tres arcos de medio punto. En el de en medio se abre una ventana en forma de saetera, mientras que los laterales son meramente decorativos. El tejado a cuatro aguas es de factura posterior.

Si el interior del templo y sus portalades son elementos muy interesantes y que justifican la visita a este templo, todavía no hemos analizado el elemento más característico y por el que se le conoce en cualquier parte del mundo: el panteón real.

Se trata de una parte del primitivo templo, concretamente dos tramos de las tres naves, que fue destinado a panteón real. Aquí se enterraron 23 reyes y reinas, 12 infantes y 9 condes. Dos columnas sirven de apoyo a las bóvedas de crucería, muy aplanadas, que alrededor del año 1170 se recubrieron de unas bellas pinturas románicas, que se han conservado casi íntegramente. A pesar de la espectacular belleza de las pinturas, no debemos dejar de contemplar los capiteles dónde descansan los arcos formeros y fajones, tallados finamente con motivos vegetales, animales y con escenas historiadas.

En la nave central se representó un Cristo en Majestad, rodeado por la mandorla. Se encuentra bendiciendo con la mano derecha, mientras que con la izquierda sostiene un libro en el que se lee "EGO SUM LUX MUNDI". Está flanqueado por las letras A y W. Lo rodean los cuatro Evangelistes, representados en el tetramorf.

A su lado encontramos una de las escenas más famosas de este conjunto pictórico: la anunciación a los pastores. Tres pastores reciben la buena nueva de un ángel. Completan la escena unos rebaños de cabras, caballos y vacas.

En el otro tramo correspondiente a la nave central se representó la Ultima Cena.  Cristo se encuentra en medio de la escena, flanqueado por san Pedro a la derecha y san Juan a la izquierda. También vemos a Judas, que está robando un pescado, símbolo de Cristo. El resto de apóstoles se reparten alrededor de la mesa. Incluso hay espacio para el gallo, que indicó las negaciones de san Pedro.

También se representó la escena de la matanza de los inocentes. Las diferentes imágenes se encuentran dentro de arcos de medio punto, apoyados en columnas con capiteles. En la parte central encontramos a Herodes ordenando la ejecución de los primogénitos. Detrás suyo, un soldado armado hace guardia, mientras que los otros seis hombres ejecutan a los niños.

En otra escena podemos ver a Cristo entregando un libro a un ángel, el cual posteriormente lo dará a uno de los evangelistes. 

Completan los motivos representados un calvario, la mano de Dios, el Espíritu Santo y algunos profetas.

En el intradós de un arco formero encontramos la representación de los meses del año. Enero se representa con el dios romano Jano, que tiene dos cabezas y no sabe qué dirección tomar, pues en el primer mes del año se deben tomar numerosas decisiones, que marcarán el futuro. El mes de Febrero se representa con un anciano, que se calienta en una hoguera. Marzo está representado por la poda de la viña. En abril empieza la primavera y esto hace brotar flores en las manos de un joven. El mes de mayo está representado por un caballero, por que el buen tiempo favorece las campañas militares o actividades como la caza o la cetrería.  La siega del arroz se realiza en el mes de Junio, mientras que la del trigo se hace en Julio.  Una vez segado el trigo hay que  batirlo en la era en Agosto. Septiembre es el mes en que se realiza la vendimia, mientras que en octubre se engordan a los cerdos para poder hacer la matanza en noviembre y así poder llenar bien la mesa en diciembre.