Aunque a la calle sólo se exteriorice por una sencilla fachada, el ingreso al templo desde el compás ajardinado es uno de los más interesantes de la ciudad. La portada, obra característica de la época de los Reyes Católicos, incorpora motivos renacentistas junto con los góticos y mudéjares. Realizada por encargo de la duquesa de Montemayor fue ornada con cerámica realizada por Pedro Millán y por Niculoso Pisano, quienes la firman en 1504.
El interior de la iglesia se resuelve con una sola nave cubierta con un artesonado realizado por Diego López de Arenas en 1623. En su actual retablo mayor, obra realizada en el siglo XVIII por Francisco de Medinilla, se custodian imágenes del primitivo entre las que se puede destacar la Santa Paula que lo preside, tal vez realizada por Andrés de Ocampo a fines del siglo XVI.
La mayor parte de la decoración de la iglesia fue realizada poco después de marchar Velázquez a la Corte. En la década de 1630 trabajarán en la iglesia los mejores escultores y retablistas de la ciudad. Así junto a Felipe de Rivas, quien realizara diversos retablos actuaran Juan Martínez Montañés, quien realizará las dos mgníficas imágenes de San Juan Bautista y San Juan Evangelista.
En la actualidad las religiosas han creado un Museo en el que se recogen algunas de las más importantes obras del Monasterio. En el se pueden observar pinturas realizadas desde los años finales del siglo XVI hasta el siglo XIX. Entre las diferentes escuelas, estilos y artistas representados se pueden destacar las realizadas por el granadino José Risueño o por el madrileño Eugenio Cajés a quien pertenece el lienzo del arcángel San Miguel colgado en los muros del Museo. Desde este se puede contemplar su magnífico claustro principal con sus impresionantes paneles de azulejos del siglo XVI.