Edificada junt la Rúa Mayor que recorren els peregrins camí de Compostela. Abans d'edificar el temple actual, ja existia una edificació religiosa en aquest indret. Concretament es tractava d'una capella dedicada a la Verge Maria, que formava part del Palau Reial. Aquesta va ser donada per Alfons el Batallador en 1131 als cavallers de Sant Joan de Jerusalem. Al poc temps es va començar a edificar l'església de Santa Maria la Real.

Situada al costat del riu Aragón, va complir funcions defensives. Fins i tot durant les guerres civils del segle XIX, que van causar moltes destrosses. A inicis del segle XX va ser restaurada.

El més destacable del temple és la seva espectacular portalada meridional. La seva temàtica principal parla del Judici Final i el triomf de Crist. Al voltant d'una amplia porta i en un cos sobresortint i emmarcat per dos contraforts, s'organitzen els elements decoratius en dos cossos clarament diferenciats.

A l'inferior hi trobem la porta amb tres arquivoltes apuntades i ricament decorades. Malgrat l'apuntament de l'arc, la decoració té traces clarament romàniques. A l'arquivolta interior hi podem trobar imatges dels Apòstols i de Profetes. La segona està dedicada a oficis (acròbates, músics, guerrers, ...). Les arquivoltes estan sustentades en sis columnes-estatues. Destaca la serenitat dels seus rostres i l'harmonia de les seves túniques. Les imatges del costat esquerre representen a les tres Maries, mentre que les de la dreta ens mostren a Sant Pere, Sant Pau i a Judes penjant-se (una imatge única, ja que no es coneix cap altra talla que representi aquest moment de la vida de Judes). Malgrat tot està molt deteriorada. Al llibre que sustenta la Verge Maria hi podem llegir "MARIA MATER XPI LEODEGARIUS ME FECIT", (Maria, Mare de Crist. Leodegarius em va fer). Així doncs l'autor de les talles va deixar la seva signatura.

El timpà també està ricament decorat. Està dividit en dos seccions. A la inferior podem veure als apòstols sota arquets de mig punt. La Verge amb el nen estan al mig de tots els apòstols. A sobre de la imatge de la Verge hi trobem al Crist presidint en majestat. Està rodejat de quatre àngels que toquen unes trompetes. Als voltants del Crist, Jutge Suprem, podem trobar als sants i pecadors que són convocats al Judici Final. L'Arcàngel San Miquel s'encarrega de pesar les ànimes i aquells que no mereixen anar al paradís els podem veure despullats i rodejats de monstres.

Per sobre les arquivoltes podem trobar infinitat d'imatges de diferents temàtiques que omplen els espais buits del mur creant una sensació realment interessant. Es creu que provenien de diferents espais i van ser col·locades en aquest punt per enriquir la portalada. Entre les històries que podem trobar hi ha una saga escandinava que narra la història de l'heroi Sigrud, l'espasa del qual va ser forjada pel ferrer Reguin i que va servir per derrotar al drac Fafner.

Una motllura de motius vegetals separa aquest primer pis del segon. En el superior podem veure, novament, als Apòstols i dos àngels encabits en uns arcs de mig punt disposats en dos galeries. En la part central de la galeria superior observem un Pantocràtor envoltat pel Tetramorf.

Té planta basilical amb tres naus acabades en tres absis semicirculars. La nau central és més ampla que les laterals i està dividida en tres trams, separats per arcs apuntats. Les naus estan cobertes amb voltes de creueria gòtiques. Al llarg dels segles es van afegir capelles i altres elements en el costat del mur de l'evangeli, així com un cor als peus de les naus.

L'absis principal queda ocult per retaule de la primera meitat del segle XVI. Els laterals, en canvi, si que són visibles des de l'interior. Estan dividits horitzontalment en tres trams, gràcies a dues motllures esculpides amb motius geomètrics. El tram inferior és totalment llis. En el segon en canvi podem trobar un conjunt d'arcs de mig punt sustentats per columnes amb capitells esculpits. El ell s'obre una finestra esqueixada que il·lumina l'absidiola. El tercer tram correspon a la volta. En l'absis central es repeteix aquesta disposició, però hi trobem tres finestres en el tram intermig i el tram superior és més alt i hi podem trobar tres ulls de bou.

La capçalera és la part més antiga del temple, del segle XII. Això queda reflexat en la manera com estan construïts els absis. Exteriorment estan reforçats amb contraforts. També podem trobar unes motllures que els divideixen horitzontalment. Tots tres absis tenen tres arcs de mig punt, amb una arquivolta sustentada en un parell de columnes amb capitells esculpits. En el cas de l'absis principal coincideixen amb les tres finestres, mentre que en les absidioles, els laterals estan cegats. Sota la cornisa podem apreciar mènsules decorades.

El transepte conté interessants capitells esculpits. També mereix especial atenció la cúpula que s'alça en la intersecció de la nau principal amb el transepte. Està recolzada sobre arcs apuntats i trompes. Sobre ella s'alça el campanar gòtic del segle XIII. Està format per tres cossos octogonals que s'alcen sobre un de quadrat. En el cos inferior s'obren dos ulls de bou, mentre que en el segon hi podem trobar uns grans finestrals apuntats amb arquivoltes i columnes. Al tercer pis també trobem grans finestrals apuntats, alternant-se costats amb una única finestra, amb costats on n'hi han dos. La torre està rematada amb una teulada piramidal.

A l'interior del temple podem trobar altres elements decoratius molt interessants com la imatge del segle XIII de la Verge de la Nora, la de Nostra Senyora de Rocamador o bé la custodia processional de plata, parcialment daurada del segle XV, una de les més antigues de la península.