Fue edificada por los emigrantes palentinos que llegaron a Zamora en la época de repoblación de la ciudad. Fue levantada a finales del siglo XII o principios del XIII.

Se construyó para venerar la talla de la Virgen de la Concha, actualmente patrona de la ciudad de Zamora. La tradición dice que fue descubierta por Sancho III de Navarra durante una cacería en 1032. El monarca estaba persiguiendo a un jabalí, cerca de las ruinas de la antigua ciudad de Pallantia, cuando el animal se adentró en el que parecía una cueva. El rey lo siguió y se encontró con la sorpresa que el jabalí se había escondido junto al sepulcro del mártir francés San Antolín. A poca distancia de la tumba estaba la imagen de la Virgen. El rey, decidió construir una iglesia sobre la cueva, donde posteriormente se levantó la actual catedral de Palencia e hizo reconstruir la ciudad.

En 1062 se habría trasladado esta imagen hacia Zamora para protegerla de los ataques musulmanes y en el año 1100 se convirtió en la patrona de la ciudad. Si bien la imagen original fue románica, la que se venera actualmente data del siglo XVIII.

La estructura del templo aún mantiene elementos románicos, si bien son bastante escasos. Los más destacados los encontramos en el muro sur, entre la actual puerta de acceso y la fachada oeste. Aquí se observan todavía los grandes sillares con que se realizaron los muros del templo románico. En la parte superior de este muro todavía se conservan algunos de los canecillos donde se apoyaba el tejado original. Están muy erosionados, pero alguno de ellos todavía conserva su escultura.

El resto del templo ha sido profundamente alterado a lo largo de los siglos. La cabecera se construyó en gótico tardío.

Tiene planta cuadrada y destaca su bóveda estrellada.

En época barroca se construyó un camarín para poder venerar mejor la nueva talla de la Virgen de la Concha, pero si visitas el templo en la actualidad os sorprenderá que no haya ninguna imagen en este lugar predominante de la iglesia. El motivo es que este templo está casi siempre cerrado (en los meses de turismo se puede visitar) y se trasladó la imagen al templo de San Vicente, para que los devotos la puedan venerar todo el año.

La nave y la cabecera están unidas por un gran arco apuntado de piedra, que algunas fuentes afirman que formaba parte de la primitiva iglesia.

La nave y las capillas laterales tienen la cubierta de madera, como es muy habitual en templos de repoblación, que había que construir rápidamente.

También la espadaña, que corona el muro oeste, es de finales del siglo XVI.

Es precisamente en este muro donde encontramos una puerta de acceso al templo, actualmente cegada.

Probablemente fue cegada al abrirse el actual acceso en el muro sur, de factura renacentista.