Situada en la plaza de su mismo nombre, es el templo más antiguo de los que se conservan en la ciudad. Consta de tres naves separadas por pilares octogonales; cabecera tripartita, siendo el ábside central semicircular y los laterales de testero recto; coro alto a los pies y una capilla abierta en el último tramo del lado de la Epístola.

Su construcción debió iniciarse en la segunda mitad del siglo XII, correspondiendo a esa época la planta, que sigue una tipología típicamente románica, los tres ábsides y parte de la torre. El alzado de los muros, junto a los pilares a ellos adosados, y las crucerías sencillas son ya obra del siglo XIII. En el siglo XVI sufrió una importante remodelación, las naves se cubrieron con bóvedas estrelladas y de terceletes, se añadieron nuevos pilares y se edificó un coro alto a los pies.

En el interior llama la atención la desnudez de sus muros de sillería, pues las diversas remodelaciones y vicisitudes por las que atravesó el templo llevaron a la desaparición del retablo mayor y otros objetos de culto. En la bóveda del ábside central quedan restos de pintura románica.

En la capilla de los Márquez, situada en el último tramo de la nave de la Epístola (derecha), destaca la presencia de dos sepulcros yacentes, del siglo XIV. Ambos sarcófagos son similares, se sustentan sobre esculturas de leones y en la tapa se representan estatuas yacentes de caballeros, vestidos con ropaje de la época y gorro con escudo cuartelado de águila y esposas. No hay unanimidad respecto a su origen y quiénes pudieron ser estos personajes. A comienzos del siglo XX eran conocidos como “Los Almendrones”.

A los pies de la iglesia se abre una gran portada con arquivoltas apuntadas, obra gótica del último tercio del siglo XIII o comienzos del XIV, aunque con evidentes reminiscencias románicas. En las jambas, entre columnillas y bajo doseletes, se representan episodios de la vida de San Bartolomé (predicación en Armenia, curación de un endemoniado, martirio…).

El tímpano fue desplazado en el siglo XVI para dar luz al coro. En él se muestra la Parusía o segunda venida de Cristo el día del Juicio Final. Se le representa de pie, mostrando las llagas de sus manos, junto a la Virgen y San Juan Evangelista, acompañados de ángeles que portan los instrumentos de la pasión. Se trata de una novedad iconográfica que no se da en ningún otro lugar, pues Cristo-Juez no aparece sentado como es lo habitual. Bajo esta escena, en el dintel, los doce apóstoles con sus atributos correspondientes agrupados de dos en dos.

La torre campanario formó parte del sistema amurallado con que contó la ciudad. Se asienta sobre el ábside central y consta de cuatro cuerpos: el primero y segundo de sillería combinada con ladrillo, de origen medieval, y los dos últimos de ladrillo decorados con bandas de rombos, obra del siglo XVI de estilo mudéjar.

La iglesia contó con un claustro al sur que sirvió además como lugar de enterramiento, del que no quedan vestigios y se desconoce cuál pudo ser su aspecto.

En 1823, durante el Trienio Liberal, se suprimió el culto y el templo quedó sumido en el abandono. Fue destinado a usos variopintos: hospital provisional, taller de ebanistería, local de telégrafos, carbonera… Se especuló reconvertirlo en Museo de Antigüedades Cristianas e incluso se planteó su demolición y la utilización de su piedra para la construcción de un teatro. En 1899 los Jesuitas pasaron a ocuparse de él, quedando salvado de la ruina. Recientemente se han derribado las edificaciones anexas al este que enmascaraban el ábside. Es monumento nacional desde 1866.