La ejecución de la obra corrió a cargo del arquitecto José Martín, en colaboración con el maestro de cantería y albañilería Francisco Biñuales.
La iglesia, llamada de las Petras, tiene un exterior cúbico y austero.
A finales del siglo XIX se acometen restauraciones en el edificio; en la fachada principal se somete a un tratamiento semejante al de un edificio civil, con ordenación vertical a base de ventanas, en la que únicamente destaca por su disposición, que no por su tratamiento, la portada.
La puerta es adintelada, y está enmarcada por unas pilastras que sostienen un amplio entablamento, sobre el que se dispone un óculo ovalado; éste se adorna con una guirnalda en la que figura la insignia del papa -la mitra y las llaves-, emblema de la Orden de San Lorenzo Justiniano.
El convento tiene una planta elíptica, de tradición barroca, con eje longitudinal en uno de cuyos extremos se abre el coro, mientras en el otro se sitúa un presbiterio profundo y cuadrado.