Aunque muy modificada con posterioridad, la iglesia se puede entender como una de los grandes modelos del estilo gótico mudéjar del siglo XIV. Muy interesantes, son su abside lateral y la torre dentro de la citada estética. Al mismo estilo pertenece la fachada principal, aunque ésta es originaria de la iglesia de Santa Lucía, donde estuvo hasta 1930.
En su interior destaca el artesonado mudéjar. Poco después de la marcha de Velázquez a la corte fue realizado el retablo mayor de la iglesia. Este diseñado por Diego López Bueno entre 1624 y 1629 presenta un programa iconográfico dedicado a la santa titular. Sin embargo si que pudo contemplar el artista, el "Arrepentimiento de San Pedro" y "Cristo atado a la columna" recientemente restaurado por el Instituto Andaluz del Patrimonio Histórico ambas realizadas por Pedro de Campaña.
En la iglesia es muy importante por su antigüedad y belleza la capilla de la Hermandad de la Exaltación, cuya bóveda, de paños sobre trompas, es de estilo mudéjar. De inicios del siglo XVII es el retablo de Santa Lucía muy rehecho, aunque tal vez la obra más llamativa de la iglesia no pudo ser contemplada por Diego Velázquez, la capilla Sacramental. Esta, realizada por Leonardo de Figueroa en 1721, es uno de los más hermosos ejemplos del barroco sevillano.