La splendide église gothique de l'ancien couvent San Benito el Real – dont le cloître principal est occupé par le musée Patio Herreriano – est l'un des plus anciens édifices de Valladolid.

Elle fut entièrement construite entre 1499 et 1515 avec des pierres calcaires provenant de proches carrières, d'après des plans de Juan de Arandia et en collaboration avec García de Olave, à l'emplacement des anciens alcazars royaux médiévaux.
Ses trois nefs de hauteur similaire, qui lui confèrent un aspect d'église-halle très habituel l'époque sont étayées par de robustes contreforts, avec une triple abside polygonale sans transept. Les voûtes obéissent à une structure complexe en croisée d'ogives avec des tiercerons. La tribune et le coro alto, mais aussi le portique avec sa grande tour, œuvre ultérieure de Gil de Hontañon (1569-1572), méritent une mention particulière.
C'est dans l'atrium de la partie inférieure de cette tour que s'ouvre le portail avec des arcs brisés gothiques, tandis que la partie haute est caractérisée par ses arcs ouverts en plein cintre, cette fois-ci de facture Renaissance.