Su construcción comenzó en 1525, a instancias de la Marquesa de Priego. Edificio gótico-mudéjar de tres naves del siglo XVI, con arcos apuntados sobre pilares octogonales, terminados por una cubierta mudéjar con decoración que aún se conserva bajo la bóveda barroca del siglo XVIII.

      La Puerta de Santa Ana, de estilo plateresco, se atribuye a Martín de Bolívar, artista del círculo de Siloé. La reja de la puerta principal es de 1575 y la torre de 1541. Ya en el siglo XVII se realizaron las numerosas capillas laterales como la del Cristo de los Parrillas terminada en 1636, la imagen del Cristo es atribuida a Alonso de Mena, fechándose hacia 1635.

      Destaca el Retablo Mayor del renacimiento tardío. Su distribución parte de un banco y tres cuerpos rematados por un ático, divididos de arriba abajo por tres calles y cuatro entrecalles en distinto plano que fue montado en 1567. Su autoría se desconoce, al igual que el imaginero y el lugar de procedencia del mismo.

      Las pinturas son de Pedro de Raxis y Ginés López.El templo actual es fruto de la remodelación realizada entre 1743 y 1747, que consistió en ocultar los antiguos artesonados con bóvedas de arista, dotando al conjunto de una cúpula oval delante del presbiterio. Los antiguos arcos góticos quedaron ocultos bajo los de medio punto y la nueva decoración utilizó abundantes yeserías y molduras. El autor de esta gran obra fue Jerónimo Sánchez de Rueda.

      El Sagrario, una de las obras maestras del barroco español, fue realizado por Francisco Javier Pedrajas, entre 1772 y 1784, y es Monumento Nacional desde 1932. Su planta consiste en un octógono rodeado de paso inferior y tribuna que es rematada con una impresionante cúpula gallonada que está perforada en su base por ocho amplios ventanales de los que desciende la luz a todo el conjunto, al que se antepone un recinto menor cuadrado. Esta magnífica arquitectura se recubre con una profusa decoración de molduras y yeserías de inspiración rococó. En el centro se alza un tabernáculo de 1921 del escultor Manuel Garnelo.

      En el templo existe un museo que cuenta con numerosas obras de platería, siendo las más antiguas del siglo XVI, entre las que destacan los portapaces y la custodia renacentista de 1589, y el juego de altar de oro y esmaltes, donado por el Arzobispo y Virrey Caballero y Góngora en 1794.