Es la antigua catedral de Madrid y cumplió esta función hasta la terminación de las obras de la Catedral de la Almudena. En su altar mayor se encuentra el sepulcro de San Isidro, patrón de la ciudad.

La iglesia, situada en La Latina, fue proyectada por el jesuita Pedro Sánchez hacia 1620, siguiendo el modelo de la iglesia del Gesú de Roma. En 1769, Ventura Rodríguez proyectó un nuevo presbiterio y el retablo del altar mayor. Se le concedió la categoría de catedral con carácter provisional al crearse la Diócesis de Madrid-Alcalá en 1885, categoría que perdió en 1992, al ser consagrada la Catedral de la Almudena.

Tiene planta de cruz latina, con una sola nave y capillas laterales, el crucero destacado y la cabecera es plana. Las capillas alternan las formas cuadradas y rectangulares y están comunicadas entre sí. El tratamiento del espacio interior es de gran riqueza visual, tanto por la estructura y ritmo de las capillas y tribunas, en las que se combinan vanos adintelados y de medio punto, como por la rica decoración realizada por Ventura Rodríguez en el siglo XVIII. La portada tiene un cierto aire civil y palaciego. Sobre ella, dos torres de planta cuadrada que no llegaron a terminarse.

En 1936 fue incendiada, produciéndose la destrucción casi total de las cubiertas y el derrumbamiento de la cúpula central, siendo reconstruida y restaurada después de la Guerra Civil por Javier Barroso, quien aprovechó para realizar el remate de las inconclusas torres.