Se construyó por orden de los Reyes Católicos a principios del siglo XVI, se terminaron las obras, siguiendo un estilo gótico, en el año 1505, y a lo largo de la historia ha sido retiro espiritual de varios reyes.
Después de la Guerra de la Independencia quedó prácticamente en ruinas, salvándose únicamente de la destrucción los muros, la cubierta y las ruinas del claustro, fantástico exponente renacentista de principios del siglo XVII.

 
Se reconstruyó a iniciativa de la Reina Isabel II, quien mantuvo la tradición de celebrar en ella los actos religiosos importantes de la Casa Real. Allí se celebraron Cortes del Reino y juraron los príncipes de Asturias, desde Felipe II a Isabel II; allí se casó Alfonso XIII y allí se celebró la exaltación del Rey Juan Carlos I al trono de España en el año 1975.

Situado en la calle Ruiz de Alarcón, detrás del Museo del Prado, actualmente el edificio está totalmente restaurado en estilo neogótico; La primera restauración, fue realizada por el arquitecto Narciso Pascual y Colomer entre 1848 y 1859, se añadieron algunos elementos nuevos como las torres. La Segunda, realizada a partir de 1879 por Enrique María Repullés y Vargas, acometió una restauración definitiva del templo para su apertura como parroquia en septiembre de 1883.

Consta de una nave central con capillas laterales, resultado de la reforma isabelina, que modificó totalmente su estructura, ya que ambos reconstructores no fueron fieles al modelo primitivo.

En cuanto a la iglesia, Monumento Nacional desde 1925, está realizada en estilo gótico. Se levanta sobre una planta de cruz latina y está compuesta por una nave central, crucero y cinco capillas por cada lado de la nave cerradas por arcos ojivales. El exterior fue el más afectado por las reformas del siglo XIX, así, la portada, tildada por muchos como ridícula, fue realizada por Ponciano Ponzano en estilo neo-gótico. En cuanto a la escalinata que da a la calle Ruiz de Alarcón, fue realizada en 1906 con motivo de la boda de Alfonso XIII para dar mayor monumentalidad al acceso del templo.