Fue edificada en el siglo IX por Alfonso II dentro del recinto palatino de Oviedo. Alfonso III la donó a la catedral en el año 897. A lo largo de los siglos ha sufrido muchísimas reformas, que han desdibujado completamente la estructura original. Sólo se conserva del edificio prerrománico la cabecera del ábside principal y la parte baja de la torre

Por la parte exterior de la cabecera se puede ver una ventana de tres arcos de medio punto de ladrillo, que se apoyan en cuatro columnas de mármol con los capiteles de tipo romano.  Por encima de la ventana se pueden ver dos piedras con un agujero en el centro, que probablemente servían para los apoyos de los portones que cerraban las ventanas. También se pueden reseguir el trazo del antiguo tejado, de dos aguas, gracias a una moldura.

La planta original era basilical de tres naves. El templo actual todavía mantiene las tres naves, si bien han sido muy modificadas y no tienen nada a ver con las originales. La nave central está cubierta con bóveda de arista y también de cañón y se separa de las laterales por arcos apuntados y de medio punto, que se apoyan en pilares cuadrangulares.

La reciente restauración del retablo barroco del Santo Cristo, dejó al descubierto una pintura del siglo XVIII. Estaba oculta bajo una capa de pintura al óleo que simulaba una superficie de mármol, sobre la que estaba colgada la talla del Cristo Crucificado. La obra tiene la característica de representar la ciudad de Jerusalén pero los edificios están inspirados en construcciones más características de Oviedo.