Hay cierta confusión alrededor de los orígenes de este templo. Lo que si parece estar claro, es que nos encontramos delante de uno de los templos más antiguos de la ciudad. Sólo lo superaría en antigüedad la iglesia de San Pedro el Viejo de Jaca, hoy en ruinas. Todo parece indicar que se construyó a finales del siglo X y que estaba dedicada al apóstol Santiago, formando parte del camino que va a Compostela pasando por tierras aragonesas.

En el año 1088 se habría consagrado el templo actual, que se edificó sobre los restos del templo anterior, que se encontraba muy deteriorado. Tenía planta basilical con tres naves acabadas por el este con tres ábsides semicirculares. Estos desaparecieron en el siglo XVII, cuando el templo pasó a manos de los dominicos y realizaron numerosas reformas, entre ellas la del cambio de advocación.

A partir de aquel momento se modificó la orientación del templo, situando la cabecera en el extremo oeste y construyendo una fachada, con el actual acceso principal, en el sector este.

Del templo románico sólo podemos observar algunos fragmentos de los muros laterales, especialmente en la zona norte y la torre campanario.

En este muro todavía se pueden ver restos de antiguas puertas, así como ventanas de un solo derrame y con aspecto de saetera por el exterior.

Uno de los elementos más interesantes del templo es la torre de campanario. Esta se levanta sobre un atrio, similar al que podemos encontrar en San Pedro de Siresa, monasterio del cual dependía. Se trata de un atrio de tradición carolingia, situado en el sector oeste del templo. Su función era la de proteger el acceso al templo. En 1614, cuando se reformó el templo, se convirtió este espacio en la capilla mayor, donde se situó el altar y un retablo. A ambos lados del presbiterio se conservan los grandes arcos de medio punto que permitían el acceso al atrio.

La torre, fue sobrealzada con un piso más, en el que se alojan las campanas. De la torre original, podemos ver dos espacios, separados por una sencilla imposta.

En el cuerpo superior podemos encontrar dos ventanas geminadas, en los muros norte y sur Los pequeños arcos, son dovelados, de herradura, están decorados con motivos vegetales muy simples y se apoyan en una sencilla columna.

Hay que entrar en el interior de la iglesia para poder ver los dos tesoros que esconde: una pila bautismal y un capitel del Maestro Esteban, autor del pórtico de la Gloria de Santiago de Compostela, la Puerta Speciossa del monasterio de  San Salvador de Leyre o los capiteles de la cripta Sos del Rey Católico. 

Hacia el año 1094 el obispo de Santiago de Compostela, Diego Peláez, llegó a Aragón buscando refugio, pues había sido desterrado de su diócesis por Alfonso VI de Castilla. Allí fue bien recibido por el rey Sancho Ramírez y se estableció durante un tiempo. El obispo iba acompañado por el Maestro Esteban, a quien se le encargó la talla de los capiteles del claustro de la catedral de Jaca. Este se destruyó en el siglo XVIII para construir uno de nuevo, más acorde con los gustos de la época. Sus capiteles sufrieron diversa suerte y éste fue a parar al templo de Santo Domingo para servir de base a la pila bautismal, lugar que ocupó hasta el año 2000, en que se restauró y colocó en su ubicación actual.

Lo que nos quería explicar el Maestro Esteban en este capitel no está nada claro y son muchas las hipótesis que se han formulado al respecto. La más probable nos habla de la expulsión del Paraíso. Si leemos el capitel siguiendo este criterio, podemos ver a un ángel que sostiene una espada con su mano, y que expulsa a Adán Y Eva del Paraíso. En la siguiente cara vemos una figura masculina a la que la sigue un personaje femenino, medio escondido entre motivos vegetales. En la última cara del capitel vemos a dos figuras humanas. Una de ellas tiene un pequeño pájaro, que se encuentra dentro de su nido, mientras que el otro sostiene una serpiente. Podría tratarse de una alegoría del Bien y el Mal, con las figuras de Caín y Abel. Todas las figuras están talladas con vestimenta clásica, de tipo romano. En los extremos encontramos bellas cabezas de león, una de las cuales parece que quedó inacabada por causas que se desconocen.

La pila bautismal es de mármol y polilobulada, similar a la de Sos de Rey Católico, si bien de menores dimensiones.