El edificio fue construido con diversos materiales, en piedra y ladrillo, en el siglo XVI, el pórtico en el XVII y algunas cubiertas en la centuria siguiente. Se tiene constancia de que en las obras primeras trabajó el famoso arquitecto Juan Gil de Hontañón, que el 5 de octubre de 1506 levantaba personalmente una capilla “Entrando por la puerta de la iglesia a mano derecha que sea desde el pilar de la capilla mayor”, por lo que sin duda se refiere a parte del crucero. Este dato retrae las trazas del edificio a finales del siglo XV.
Consta de una sola nave en planta de cruz latina, con crucero y capilla mayor rectangular con el testero poligonal de tres paños con contrafuertes angulares en el exterior y contrafuertes rectos en la nave.
El crucero se cubre con tres bóvedas de crucería estrelladas, en el centro con combados y terceletes que descansan a la nave sobre dobles pilares redondos adosados y en el arco de triunfo sobre uno. El presbiterio se cubre con cubierta de bóveda estrellada y claves decoradas, como las bóvedas del crucero y de su brazo norte.
La nave, en cambio, se cubre bóveda en composición de cielo raso de yeserías barrocas del siglo XVIII.
La sacristía, de planta rectangular y abierta con comunicación al presbiterio en el costado de la Epístola, se cubre con bóvedas de crucería estrellada. Se construyó en el año de 1576.
A los pies se encuentra el coro, en alto.
La torre, construida también con cantería de piedra, se sitúa a los pies del edificio, sobresaliendo del centro del hastial occidental. Tiene planta rectangular perpendicular a la nave y en altura se organiza en tres cuerpos, el superior con ventanas de medio punto pareadas. Fue realizada por el arquitecto Juan de la Lastra quien la había concluido en el año de 1613, en el estilo clasicista habitual en estos momentos en toda el área castellana y leonesa.
La entrada al templo se verifica por el lado de la Epístola en el segundo tramo de la nave, en el interior de un pórtico construido en época barroca.
Entre los bienes muebles hay que resaltar: el retablo mayor de hacia 1647, que ocupa los tres paños interiores del ábside central. Es obra de un seguidor de Gregorio Fernández, con variados relieves; con Calvario de Antonio de Ribera y cuatro Padres de la Iglesia de Tomás de Sierra. También un frontal de taracea de hacia 1700.
Autor: C. Rodicio Rodríguez.
Bibliografía: REVILLA VIELVA, R.: Catálogo monumental de la provincia de Palencia. Tomo II, Palencia, 1948; GARCÍA CUESTA, T.: “La Catedral de Palencia según los protocolos. La obra de cantería”, Boletín del Seminario de Arte y Arqueología, Tomo XX, Valladolid, 1954, pp. 91-142; MARTÍN GONZÁLEZ, J.J. y otros: Inventario artístico de Palencia y su provincia, Madrid, 1977; ZALAMA RODRÍGUEZ, M.A.: Arquitectura del siglo XVI en la provincia de Palencia, Palencia, 1990; NARGANOS QUIJANO, Faustino y HERRERO MARCOS, J.: Palencia monumental. Monumentos histórico-artísticos y Bienes de Interés Cultural de la provincia de Palencia, Palencia, 1999.