De style roman, elle s'élève sur l'emplacement de plusieurs autres édifices auxquels elle s'est substituée. Le dernier avait été érigé sous Ferdinand Ier, premier roi de León et de Castille, et doña Sancha, son épouse, fille du roi Alphonse V de León, pour abriter les reliques de saint Isidore de Séville que le roi avait fait transférer ici.
Cette église qui, comme le révèlent les fondations en parties dégagées, était un sobre édifice à trois nefs sans transept.
La basilique actuelle est constituée de trois nefs et trois absides selon le modèle de Jaca. Elle compte aussi un transept novateur aux bras peu saillants. Les arcs de la croisée du transept évoquent l’art islamique. Quoique édifiée en plusieurs étapes, elle forme un tout harmonieux.
Elle fut consacrée en 1063.
Elaboré vers 1100, sur le collatéral sud.
Le tympan de ce portail représente le sacrifice d'Abraham, un agneau divin, avec des détails qui, pour la plupart, ne sont pas cités dans la Bible : Isaac enfourchant un animal de selle, ou encore Isaac enlevant ses chaussures et se déshabillant une fois arrivé. Cet élargissement de l'action donne à comprendre que le fils d'Abraham s'est rendu à la volonté de Dieu et accepte de bonne grâce son destin.
Un détail particulier renvoie ici à l'épisode historique de la Reconquista. Les deux personnages apparaissant sur le bord gauche sont Agar, la servante égyptienne de Sarah, l'épouse d'Abraham, et le fils naturel du couple, Ismaël, qui dans la Genèse (16,12), est décrit comme « un onagre d'homme. » Tous deux seront chassés dans le désert et c'est pourquoi depuis, les descendants de Mohammed sont désignés par les chrétiens sous le terme d'ismaélites, les « rejetés. » Ismaël sur son cheval, son turban se référant directement à la culture arabe, dirige son pieu contre l'agneau de Dieu, au-dessus du sacrifice.
Saint Vincent et saint Isidore bénissant les fidèles encadrent ce tympan.
Un exemple évident de la sévère répression que les partisans de la Reconquista menaient en Espagne contre tout ce qui était arabe, à l'époque où fut réalisé ce tympan.
Il réunit des œuvres d'art de grande valeur. Une châsse du XIe siècle, en bois recouvert d'argent repoussé et d'une broderie mozarabe qui contient les restes de saint Isidore, le célèbre calice de Doña Urraca fait de deux coupes romaines en agate réunies au XIe siècle. Dans une monture en or sertie de pierres précieuses, la châsse des ivoires (arqueta de los marfiles du Xe siècle) où chaque plaque finement sculptée représente un apôtre, et une autre châsse décorée d'émaux de Limoges (XIIIe siècle.)
La bibliothèque conserve plus de 300 incunables et de nombreux manuscrits ornés de miniatures dont une bible mozarabe de 960, ainsi qu’un palimpseste (parchemin gratté et réutilisé) avec une version latine de la bible transcrite au VIIe siècle, et au-dessous la Lex romana wisigothorum, texte législatif du VIIe siècle.
C'est l'une des premières manifestations de l'art roman en Castille. Les colonnes, trapues, sont couronnées de chapiteaux qui montrent encore quelques réminiscences wisigothiques, mais représentent une grande nouveauté dans le domaine de la sculpture romane. Les uns s'inspirent du style « asturien » dans le décor floral tandis que d'autres montrent de véritables scènes historiées.
Les peintures murales du XIIe siècle sont magnifiquement conservées, et composent un ensemble exceptionnel elles sont d'un intérêt particulier pour la représentation des thèmes classiques du Nouveau Testament mais aussi pour les scènes de la vie rurale. À remarquer à l'intérieur d'un arc un calendrier montrant les travaux saisonniers.
Ici reposent vingt-trois rois et reines du Léon ainsi que de nombreux infants.