La historia de esta iglesia es fundamental para el desarrollo de la ciudad de Alcalá, a lo que se suma la protección que brindaron los Arzobispos de Toledo como sitio sagrado. Se construyó una iglesia en el sitio del antiguo martirio. Fue reconstruida por Rodrigo Jiménez de Rada, impulsor de la construcción de la Catedral de Toledo, y se hizo conocida como la Capilla de los Arzobispos. Luego fue ampliada por el arzobispo García Gudiel en 1290. A petición del arzobispo Carrillo, fue elevada a la categoría de Colegiata en 1477 por una bula emitida por el Papa Sixto IV.
El gran cardenal español, Pedro González de Mendoza, trajo el Renacimiento a esta iglesia y, para Castilla, una apertura a nuevas escuelas de pensamiento. Fue durante este periodo, el 15 de diciembre de 1485, cuando la reina Isabel I de Castilla dio a luz en Alcalá a la infanta Catalina —la futura Catalina de Aragón— que fue bautizada ocho días después en la Colegiata (hoy catedral desde 1991) por el propio cardenal Mendoza. Asistieron al bautismo los Reyes Católicos, Fernando e Isabel, y sus hijos —el príncipe Juan, entonces de siete años de edad, y las infantas Juana, Isabel y María—.
El Monasterio de San Bernardo, uno de los sitios monásticos más importantes del siglo XVII en Alcalá de Henares, fue fundado por el Cardenal Arzobispo de Toledo, Bernardo de Sandoval y Rojas.
El interior es sorprendente, en deliberado contraste con la austera fachada tipo cortina, con su disposición ovalada y la magnífica cúpula ovalada que la cubre, la más grande de su tipo en España.
El edificio es obra del arquitecto Juan Gómez de Mora, el maestro más importante de su época. Juan Gómez de Mora estuvo ligado a la arquitectura real de Felipe II a través de su familia y su formación, aunque su propio trabajo se llevó a cabo principalmente durante los reinados de Felipe III y Felipe IV.
Durante la construcción de esta iglesia, Juan Gómez de Mora alternó su trabajo con proyectos reales, como su implicación en el Panteón del Monasterio de El Escorial y el Real Colegio de la Compañía de Jesús en Salamanca.
La iglesia toma como modelo la iglesia romana de Sant'Anna dei Palafrenieri, diseñada por Vignola, que a su vez se basa en el Tratado de Arquitectura de Serlio.
