Fue construida entre el último cuarto del siglo XIV y principios del XVI en estilo gótico, si bien su fachada y torre son el resultado de una profunda reconstrucción acometida en el siglo XIX en estilo neogótico.

En 1819 obtuvo el rango de basílica menor, siendo la primera iglesia que obtenía este título en el País Vasco.

Este segundo templo fue efímero, ya que en 1374 quedó arrasado en un pavoroso incendio, tras lo cual el Papa Gregorio XI dispensó indulgencias a quienes dieran limosnas para la erección del nuevo templo, conforme a un proyecto arquitectónico más ambicioso.

En estas mismas fechas se construyó el claustro y la Puerta del Ángel, que le da acceso desde la calle y que incorpora ya elementos del gótico florido.

Se completó así el conjunto gótico que años después, bien entrado el siglo XVI, se enriqueció con la Sacristía, el gran pórtico exterior y el perdido Retablo Mayor, ambos de estilo renacentista.

El Retablo Mayor debió ser una gran creación artística del franco-flamenco Guiot de Beaugrant, maestro activo en Bilbao a mediados del siglo XVI, quien lo realizó entre 1533 y 1543; desmontado en 1805, de este retablo se conservan cuatro tallas de los Padres de la iglesia latina, hoy colocadas en la Sacristía, y otros tres bultos hoy sitos en las capillas del Pilar, el Cristo del Amor y Santa Lucía.

Sustituyó a la vieja fachada barroca del siglo XVII que protegía un gran ventanal gótico.

La portada ojival consta de cuatro arquivoltas con discreta decoración vegetal y chambrana trasdosada con remate conopial en cogollo; la flanquean esculturas de San Pedro y San Pablo.

Un chapitel calado corona la torre; este tercer cuerpo está labrado en piedra blanca traída de Angulema, Francia.

En el lado norte se sitúa la puerta de acceso al claustro, la llamada Puerta del Ángel, que toma su nombre de un retablo dedicado al arcángel San Miguel que había en el claustro.

Un parteluz separa las dos puertas de entrada cobijadas bajo arcos carpaneles deprimidos, sobre los cuales se extiende un amplio tímpano decorado con relieves flamígeros inspirados en el símbolo vasco del lauburu.

El gran pórtico fue levantado por el gran general Villegas, en el lado sur del templo a partir de 1580 en el mismo lugar que ocupaba un antiguo cementerio y no se remató hasta transcurrido un siglo..

En este espacio cubierto destaca la portada meridional de acceso al templo.

En la cúspide puede verse un escudo policromado de Bilbao realizado en el siglo XVIII, motivo heráldico que repite lo visto en el pilar del pórtico arriba comentado.

Estas son simples en todos los tramos de las naves salvo en el tercero de la nave central, que es más ancho, en tanto que crucero alineado, donde la crucería se complica con terceletes rectos, y en la capilla Mayor, que es de tipo estrellado.

El abovedado de la girola se articula en siete tramos triangulares y cuadrados alternos, posiblemente por influencia de algunas construcciones del gótico francés, los cuales alojan otras tantas capillas radiales, formando semicírculo.

En el centro la mesa del altar, de original diseño circular y apoyada sobre 12 columnas que simbolizan a los Apóstoles.

Las quince capillas, alojadas entre los contrafuertes, alcanzan menos altura que las naves bajas, excepto las cinco del centro de la girola, planificadas desde el principio y construidas a la vez que la cabecera, ya que fueron financiadas por feligreses adinerados para colocar allí sus sepulturas.

El espacio rectangular se cubre con crucería de cuatro nervios y tiene una ventana que da a la crujía sur del claustro.

A sus pies, aparece una talla orante de Santiago Peregrino, obra fechable en la segunda mitad del siglo XVIII.

Los muros van decorados con elementos funerarios pétreos, que estuvieron empotrados en el zócalo del presbiterio; fueron realizados a mediados del siglo XVI, quizá por el círculo de Juan de Beaugrant.

De las tres laudas sepulcrales, dos presentan bultos yacentes labrados al detalle y la tercera muestra la representación de las tres virtudes teologales, fe, esperanza y caridad, enmarcadas en sendos medallones.

De esta capilla central se han recuperado, en lo posible, su aspecto y forma originales.

En el quinto y último tramo de la nave de la Epístola, se accede a ella bajo arco apuntado y se cubre con crucería simple.

A un lado del sepulcro tardogótico, similar a los anteriores y descubierto en lá última restauración, se sitúa la imagen de San Serafín, talla neoclásica de hacia 1840.

En el siglo XX, entre 1924 y 1931, se enriqueció su traza con importantes adiciones escultóricas.

El jardín central está encajonado por cuatro crujías abovedadas con crucería clásica y asomadas al patio a través de grandes ventanales ornados con la mencionada tracería flamígera neogótica, que descansa en tres maineles moldurados.

Muestra escudo heráldico e inscripción informativa de los cargos que desempeñó este caballero, fallecido en 1634.

Falleció en 1916, aunque no fue hasta 1957 cuando se trasladaron sus restos a este sepulcro, tallado por el escultor Quintín de la Torre.

Asimismo, se exponen tres losas pertenecientes a las necrópolis primitivas del templo.