Hi ha certa confusió al voltant dels orígens d'aquest temple. El que si sembla estar clar, és que ens trobem davant d'un dels temples més antics de la ciutat. Només el superaria en antiguitat l'església de San Pedro el Viejo de Jaca. Tot sembla indicar que es va construir a finals del segle X i que estava dedicada a Sant Jaume, formant part del camí que va a Compostel·la passant per terres aragoneses.

En l'any 1088 s'hauria consagrat el temple actual, que es va edificar sobre les restes del temple anterior, que es trobava molt malmès. Tenia planta basilical amb tres naus capçades a l'est amb tres absis semicirculars. Aquests van desaparèixer en el segle XVII, quan el temple passà a mans dels dominics i hi van practicar nombroses reformes, entre elles la del canvi d'advocació.

A partir d'aquell moment es va modificar l'orientació del temple, situant la capçalera en l'extrem oest i construint una façana, amb l'actual accés principal, en el sector est.

Del temple romànic només podem observar alguns fragments dels murs laterals, especialment en la zona nord i la torre campanar.

En aquest mur encara es poden veure restes d'antigues portes, així com finestres d'una sola esqueixada i amb aspecte d'espitllera per l'exterior.

Un dels elements més interessants del temple és la torre de campanar. Aquesta s'aixeca sobre un atri, similar al que podem trobar en San Pedro de Siresa, monestir del qual depenia. És tracta d'un atri de tradició carolingia, situat en el sector oest del temple. La seva funció era la de protegir l'accés al temple. En 1614, quan es va reformar el temple, es va convertir aquest espai en la capella major, on es va situar l'altar i un retaule. A banda i banda del presbiteri es conserven els grans arcs de mig punt que permetien l'accés a l'atri.

La torre, va ser sobrealçada amb un pis més, en el que s'hi allotgen les campanes. De la torre original, podem veure dos espais, separats per una senzilla imposta.

En el cos superior podem trobar dues finestres geminades, en els murs nord i sud. Els petits arcs, són adovellats, de ferradura, estan decorats amb motius vegetals molt simples i es recolzen en una senzilla columna.

Cal entrar a l'interior de l'església per poder veure els dos tresors que amaga: una pila baptismal i un capitell del Mestre Esteban, l'autor del pòrtic de la Glòria de Santiago de Compostel·la, la Porta Speciossa del monestir de Sant Salvador de Leyre o els capitells de la cripta de Sos del Rei Catòlic. 

Cap a l'any 1094 el bisbe de Santiago de Compostel·la, Diego Peláez, va arribar a Aragó buscant refugi, doncs havia estat desterrat de la seva diòcesi per Alfons VI de Castella. Allí va ser ben rebut pel rei Sancho Ramírez i s'hi establí un temps. El bisbe anava acompanyat pel Mestre Esteban, a qui se li va encarregar la talla dels capitells del claustre de la catedral de Jaca. Aquest es va destruir en el segle XVIII per a construir-ne un de nou, més acord amb els gustos de l'època. Els seus capitells van patir diversa sort i aquest va anar a parar al temple de Sant Domènec per servir de base a la pila baptismal, lloc que va ocupar fins l'any 2000, en que es va restaurar i col·locar en la seva ubicació actual.

El que ens volia explicar el Mestre Esteban en aquest capitell no està gens clar i són moltes les hipòtesis que s'han formulat al respecte. La més probable ens parla de l'expulsió del Paradís. Si llegim el capitell seguint aquest criteri, podem veure a un àngel que sosté una espasa amb la seva mà, que fa fora a Adam i Eva del Paradís. En la següent cara veiem una figura masculina a la que la segueix un personatge femení, mig amagat entre motius vegetals. En la darrera cara del capitell veiem a dos figures humanes. Una d'elles té un petit ocell, que es troba dins del seu niu, mentre que l'altre sosté una serp. Podria tractar-se d'una al·legoria del Bé i el Mal, amb les figures de Caim i Abel. Totes les figures estan tallades amb vestimenta clàssica, de tipus romà. En els extrems trobem bells caps de lleó, un dels quals sembla que va quedar inacabat per causes que es desconeixen.

La pila baptismal és de marbre i polilobulada, similar a la de Sos de Rey Católico, tot i que de menors dimensions.