Textos elaborados por la Universidad de Burgos) A mediados del siglo XIII la primitiva iglesia, levantada gracias a las donaciones de Alfonso VII, fue sustituida por un nuevo edificio de traza gótica, con tres naves y una torre levantada en la cabecera de la nave meridional. Posteriormente, se amplió por el este con la construcción de un tramo más en la cabecera y la gran nave transversal de crucero, a la que se abren cinco capillas absidiales poligonales. A mediados del siglo XV fue edificado el claustro, probablemente por Juan de Colonia, y las capillas junto a los brazos del crucero. Hacia 1500 se construyó una nueva nave de cinco tramos en el lado meridional y, ya a finales del XVI, se añadieron la sacristía y las estancias capitulares adyacentes, así como el último cuerpo de la torre. La portada del extremo meridional del crucero es una de las más bellas del gótico burgalés. Fue construida a mediados del XIII a imitación del pórtico del Sarmental de la Catedral de Burgos. En el tímpano aparece Cristo entronizado, dictando su palabra a los Evangelistas, sentados a su alrededor, mientras que en el dintel aparecen los Apóstoles conversando de dos en dos bajo un dosel corrido. La escena queda enmarcada por una triple arquivolta de arcos apuntados con ángeles y músicos. Un parteluz, con una imagen de la Virgen, divide la puerta. En las jambas, situadas sobre un zócalo de arquillos apuntados y separadas por finas columnas, hay una serie de estatuas.
Otra importante portada es la de San Miguel, ejemplo de arte impuesto por el taller de Simón de Colonia. Fechada en 1504, pertenece al gótico florido. Se halla flanqueada por sendos pináculos y consiste en un arco conopial sobre el que aparece un escudo de los Reyes Católicos. La planta resulta un tanto extraña. Se compone de una gran nave central y dos laterales, destruidas casi por completo en tiempos de la guerra de la Independencia, siendo separadas del resto de la iglesia por un muro.
En el interior, además de varios sepulcros góticos, sobresalen una pila bautismal, con relieves evangélicos alusivos a su función, y un púlpito pétreo, ambos fechables hacia 1500 y atribuibles al círculo de los Colonia. También destacan los restos de un retablo del ámbito romanista de Simón de Berrieza y Miguel de Quevedo, que puede datarse en torno a 1580. En cuanto a los retablos situados en las capillas absidiales hay que destacar el retablo neoclásico de la capilla mayor, con una imagen de San Miguel Arcángel realizada hacia 1520 por Diego de Siloe, y el retablo plateresco de Santiago, situado en la última capilla de la cabecera. Este último fue tallado a principios del siglo XVI y puede relacionarse con la escuela de Vigarny. Detrás de las capillas absidiales, en la cabecera de la iglesia, se encuentra la hermosa sacristía construida en el siglo XVI, de planta cuadrada y cubierta con bóveda estrellada, decorada con una impresionante cajonería dieciochesca.