L'église du couvent de San Pablo est l'un des bâtiments les plus représentatifs de la ville de Valladolid et une attraction touristique.

Il est situé sur la Plaza de San Pablo, où se trouvent également le Palais royal et le Palais Pimentel, les sites dits royaux des siècles passés.

Il est rattaché au collège de San Gregorio et proche des autres sites du musée national de la sculpture.

Il a été construit entre 1445 et 1616 et appartient à l'ordre dominicain.

Les rois Philippe IV et Philippe II ont été baptisés dans cette église et Napoléon l'a visitée.

Entre 1613 et 1616, certaines chapelles de la nef et du chœur ont été rénovées dans le style herrerien sous la direction de Diego de Praves. Juan de Nates fut chargé, selon un projet conçu par Francisco de Mora, de construire la tribune du saint patron, d'où les ducs entendaient la messe, et la porte dorique de la sacristie.

Au XIXe siècle, avec l'invasion française, les troupes de Napoléon ont profané l'église et le couvent, causant de sérieux dégâts.

La ruine progressive du complexe et les différents processus de désaffectation, notamment la désaffectation de 1835, ont mis fin aux bâtiments du couvent et les ont transformés en prison, ne laissant que l'église debout.

En 1968, l'église a subi un incendie et, au cours des années suivantes, plusieurs restaurations ont été effectuées.

Au cours des premières années du XXIe siècle (plus précisément entre 2004 et 2009), l'église a fait l'objet d'une restauration complète.