La Iglesia del convento de San Francisco fue el primer templo mayor en abrirse al culto. De la colocación de su primera y a su última piedra transcurrió veintinueve ańos, un récord extraordinario para la época, y ello fue debido al patronazgo de unas arcas bien surtidas: las de los Almirantes, que tenían en frente su palacio. El templo se bendijo en 1.520. Además de la iglesia estaba formado por un complejo sistema de claustros, capillas y otras dependencias que hoy sólo se conservan en parte.
Una sencilla portada de arco carpanel sobre la que se sitúa una horcina con la estatua del santo prepara la atmósfera conventual del recinto. La iglesia ofrece al exterior un aspecto sencillo y sobrio. De estilo gótico es de una sola nave, que se cubre con bóvedas estrelladas de pleno sabor gótico isabelino.
Juan de Juni que vivió en Medina de Rioseco hacia 1537 uso la técnica del barro cocido policromado, que era practicamente desconocida en Espańa, para la imagen de San Jeronimo, captada en el éxtaxis de su penitencia, es especialmente patética. También uso esta técnica en el retablo sobre "El Martirio de San Sebastián".
Hay que destacar entre las obras que quedan en la Iglesia la Tribuna de órgano de los hermanos Corral (1536) y el alto relieve que representa el "Llanto sobre Cristo muerto" en una abigarrada composición.
El convento fue declarado monumento histórico artístico en 1.931. Las obras de restauración emprendidas, en estos momentos, lo convertirán en un excepcional Museo de Arte Sacro.