L'histoire de cette église est essentielle au développement de la ville d'Alcalá, à laquelle s'ajoute la protection dont elle a bénéficié de la part des archevêques de Tolède en tant que lieu sacré. Une église a été construite sur le site de l'ancien martyrium. Elle a été reconstruite par Rodrigo Jiménez de Rada, l'artisan de la construction de la cathédrale de Tolède, et a pris le nom de chapelle des archevêques. Elle fut ensuite agrandie par l'archevêque García Gudiel en 1290. À la demande de l'archevêque Carrillo, elle fut élevée au rang d'église collégiale en 1477 par une bulle émise par le pape Sixte IV.

Le grand cardinal espagnol, Pedro González de Mendoza, a introduit la Renaissance dans cette église et, pour la Castille, une ouverture aux nouveaux courants de pensée. C'est au cours de cette période, le 15 décembre 1485, que la reine Isabelle Ire de Castille donna naissance à Alcalá à l’infante Catherine — la future Catherine d’Aragon —, qui fut baptisée huit jours plus tard dans l’église collégiale (devenue cathédrale depuis 1991) par le cardinal Mendoza en personne. Les rois catholiques, Ferdinand et Isabelle, ainsi que leurs enfants — le prince Juan, alors âgé de sept ans, et les infantes Juana, Isabelle et María — ont assisté au baptême.

Le monastère de San Bernardo, l'un des sites monastiques les plus importants du XVIIe siècle à Alcalá de Henares, a été fondé par le cardinal-archevêque de Tolède, Bernardo de Sandoval y Rojas.

L'intérieur est surprenant : il offre un contraste délibéré avec la façade austère, semblable à un rideau, grâce à son plan ovale et à la magnifique coupole ovale qui le surplombe, la plus grande de ce type en Espagne.

Ce bâtiment est l'œuvre de l'architecte Juan Gómez de Mora, le plus grand maître de son époque. Juan Gómez de Mora était lié à l'architecture royale de Philippe II par sa famille et sa formation, bien que ses propres réalisations aient principalement été menées sous les règnes de Philippe III et de Philippe IV.

Pendant la construction de cette église, Juan Gómez de Mora a mené de front ce chantier et divers projets royaux, notamment sa participation à la réalisation du Panthéon du monastère de l'Escorial et du Collège royal de la Compagnie de Jésus à Salamanque.

Cette église s'inspire de l'église romaine de Sant'Anna dei Palafrenieri, conçue par Vignola, qui s'inspire elle-même du « Traité d'architecture » de Serlio.