Die Kirche wurde an der Stelle errichtet, an der vermutlich die beiden aus Alcalá stammenden Märtyrerkinder Justo und Pastor hingerichtet wurden. Das Gebäude war früher eine Stiftskirche, die unter Kardinal Cisneros neu gestaltet wurde. Es besitzt drei Schiffe und einen Chorumgang. Das Hauptschiff hat ein Kreuzrippengewölbe, die Seitenschiffe ein Sterngewölbe. Das Portal der Hauptfassade ist im Flamboyantstil mit einem Flachbogen gehalten. Das Bogenfeld zieren Wappen der Kirche und Cisneros' sowie ein Bildnis des San Ildefonso. Im Hochaltar befindet sich der unverweste Körper des hl. Diego von Alcalá.