Die Ursprünge des Sakralbaus liegen weit in der Vergangenheit, der Bau der christlichen Kirche jedoch wurde im 13. Jahrhundert begonnen.
Die Kirche wurde über einer moslemischen Moschee errichtet, die ihrerseits, zur Zeit Recaredos im 6. Jahrhundert, eine christliche Kirche gewesen war. König Ferdinand III. und der Erzbischof legten den Grundstein im Jahre 1226. Später wurden die 15 Kapellen des Deambulatoriums fertiggestellt. Bis 1300 wird das Kreuzschiff beendet, während die restlichen Arbeiten zwei weitere Jahrhunderte in Anspruch nahmen.
Der Grundriss ist fünfgeteilt, mit einer Länge von 120 und einer Breite von 59 Meter. Das Dachwerk wird von 88 Säulen getragen. Die Glasmalereien stammen aus dem 14., 15. und 16. Jahrhundert. Das fünfteilige Retabel der Hauptkapelle, stellt Begebenheiten aus dem Neuen Testament dar, mit bemalten Skulpturen in Lebensgröße, und ist aus goldüberzogenem Holz gearbeitet. Es wurde von Kardinal Cisneros in Auftrag gegeben und von 1497 bis 1504 ausgeführt. Die Capilla de Santiago, aus dem 15. Jahrhundert, ist spätgotisch und in ihr sind die Sarkophage des Konstablers von Kastilien Don Álvaro de Luna und seiner Gemahlin Doña Juana de Pimentel aufgebahrt. Der beeindruckende Chor gilt als der prächtigste der gesamten Christenheit. Das Gitter von dem er abgeschlossen ist wurde von Domingo de Céspedes geschaffen. Das Chorgestühl wurde im 15. Jahrhundert in die Wege geleitet, mit Darstellungen von der Einnahme verschiedener Städte und Festungen bis hin zur Eroberung Granadas.
Der Aufbau besteht aus 72 Chorstühlen und wurde im 16. Jahrhundert von Alonso de Berruguete und Felipe Vigarni ausgeführt. Der so genannte Ochavo ist eine prunkvolle Anlage, die Ende des 16. Jahrhunderts den Märtyrern und Zeugen Christi geweiht wurde, und in der so wertvolle Stücke wie der Reliquienschrein von San Luis, eine Büste von Johannes dem Täufer oder das Kreuz des Kardinals Mendoza aufbewahrt werden. In der Hauptsakristei sind Werke von Lucas Jordán und El Greco zu sehen.
