La iglesia actual se levantó entre los siglos XIV y XVI. Posee dos entradas, una lateral gótica del siglo XV y otra al poniente neoclásica del siglo XVIII, que remata con una espectacular espadaña.

En el interior destaca la capilla mayor con una elegante cúpula octogonal sobre trompas decoradas que es el mausoleo de los Marqueses de Poza y su magnífico retablo de la escuela de Felipe Vigarny. También se puede admirar en la capilla del deán Zapata, el pequeño, pero bellísimo retablo de la Piedad.

En ella reciben culto la imagen de Ntra. Sra. de la Vera Cruz, que procesiona en la Semana Santa palentina, realizada en el año 1997 por el artista Melchor Gutiérrez y la Santa Vera Cruz Lignum Crucis.

Dice la tradición que este convento dominico supuso la segunda fundación en la península del propio Santo Domingo de Guzmán, poco antes de su muerte en 1221, como una forma de reconocer a la ciudad en la que había estudiado y enseñado y en la que había profesado. Otro dominico es reverenciado también en una de sus capillas: el famoso San Martín de Porres.

Junto a esta hermosa iglesia destacan también dos importantes esculturas: una de ellas alegórica a los “Tararús”, homenaje de la ciudad de Palencia a la Semana Santa Palentina, declarada de Interés Turístico Internacional y otra dedicada a la primera universidad de España fundada en Palencia en el año 1212 por el rey Alfonso VIII.

Está declarada Bien de Interés Cultural Monumento Histórico Artístico.