Poco queda de la primitiva iglesia levantada durante el medievo. Entre 1535 y 1550 sufrió una profunda transformación que afectó fundamentalmente a la cubierta de su única nave, que pasó a ser de madera de par y nudillo reforzada con tirantes. La estructura aparece decorada con rosetas inscritas en los casetones. Igualmente en los estribos y los laterales de los tirantes se reproducen rostros angélicos con alas explayadas. Finalmente, las ménsulas sobre las que descansan estos últimos elementos están trabajadas con gran habilidad. Los trabajos de talla también se pueden contemplar en el antepecho de madera del coro sobre elevado que se construyó a los pies del templo.

En el siglo XVI también se construyeron la sacristía y las capillas de San Sebastián y de la Virgen del Rosario. En 1756 se añadió a la cabecera uno de los elementos más curiosos de la estructura del templo; la capilla abierta a la calle de la Virgen del Arco.

En la decoración del interior llama la atención el bello retablo mayor, obra romanista que se construyó entre finales del siglo XVI y principios del XVII. Está dedicado a Santa Ana, San Juan Evangelista y Santiago el Mayor. En el centro del retablo se sitúa el sagrario, concebido como una estructura independiente organizada en dos alturas y cubierta con cúpula. A ambos lados de la talla de Santa Ana se dispone un primer nivel de pinturas murales.

El retablo de San Sebastián es otra de las piezas de gran valor que guarda el interior de la iglesia. Fue concluido en 1531 y está presidido por una talla del titular. Es obra de dos maestros de Sangüesa (Navarra), el mazonero Joan Charles y el pintor Antón, (tal vez, Antón de Arara). Los expertos ponen el acento en la evidente influencia de los grabados de Durero en el diseño de las tablas. La iglesia alberga otras obras de interés, como la talla románica de la Virgen del Casterillo.