Bajo la dirección de los arquitectos Giovanni Battista Crescenzi (1577-1635) y, muy especialmente, Alonso Carbonel (1583-1660), quien asumió el proyecto en solitario tras la muerte de aquel, las obras se fueron desarrollando sobre la marcha, sin un plan unitario, debido a la celeridad que el conde-duque de Olivares imprimió a los trabajos, en su afán por complacer a Felipe IV.