A comienzos del siglo XVI se concede el Real Privilegio para la construcción del nuevo edificio que será casa matriz y sede de la Orden de Alcántara. el periodo de duración de las obras abarca desde 1505 hasta 1574, sucediendose en la dirección diversos arquitectos entre los que se encuentran Pedro de Larrea, al que corresponde la construcción dentro del gótico final del claustro y algunas dependencias que le rodean. Pedro de Ybarra, que trabaja en la 2º mitad del siglo XVI, y dentro de la estética plateresca, realiza la iglesia y la hospedería.

La belleza del edificio se aprecia en la fachada oriental donde se levanta, a la izquierda, la cabecera del templo con tres ábsides, poligonal el de la capilla mayor con las armas de Carlos V, y semicirculares los ábsides laterales que se corresponden con las capillas de Frey Nicolás de Ovando y Frey Diego de Santillán.

A la derecha se abre la llamada Galería de Carlos V, magnifico ejemplo del renacimiento español, que perteneció a la hospedería del convento. Estructura dividida en tres pisos y flanqueada por dos torres cilíndricas, una con el escudo de Carlos V con casquete esférico de reminiscencias góticas, y la otra torre de Felipe II, con Flamero renacentista, que ostenta el escudo de este rey.

Entre los ábsides y la galería se abre una ventana gótica con mainel que se corresponde con la Capilla del comendador de Villasayas, utilizada como Sala Capitular.

En el espacio que fue antigua huerta del convento se construyó un auditorio que sirve como marco al Festival de Teatro Clásico de Alcántara.