Die Kirche und das Kloster, aus denen heute die Basilika San Isidoro besteht, entstanden um das Jahr 956 auf einem Gelände in der Nähe der römischen Stadtmauer der Legio VII Gemina, im nordwestlichen Abschnitt. Der westliche Teil des Gebäudes stützt sich direkt auf diese Mauer, die er sogar überragt. In diesem Bereich sind noch zahlreiche Abschnitte der alten Befestigungsanlage in gutem Zustand erhalten. Darüber hinaus wurden unter den Räumlichkeiten der Stiftskirche nach verschiedenen Restaurierungsarbeiten bedeutende Überreste aus der Römerzeit identifiziert, darunter massive Ziegelmauern, Kanalisationssysteme, Keramik, Dachziegel und Latrinenrohre, von denen einige mit dem Siegel der Legio VII gekennzeichnet sind.

Es wurden keine Überreste aus der westgotischen Zeit, der muslimischen Herrschaft oder den frühen Phasen der Reconquista gefunden. Die ältesten Hinweise in Chroniken und Dokumenten stammen aus der Mitte des 10. Jahrhunderts und erwähnen die Kirchen San Juan und San Pelayo, die zu dieser Zeit an Bedeutung gewannen.

Es war König Sancho I. von León, bekannt als Sancho el Craso, der den Bau dieser Kirche vorantrieb. Im Laufe der Jahrhunderte und bis heute hat der Komplex tiefgreifende Veränderungen sowohl in seiner Struktur als auch in seiner spirituellen Funktion erfahren und Phasen großer Pracht sowie Phasen bemerkenswerten Verfalls durchlaufen. Diese verschiedenen historischen Phasen waren stark vom Einfluss der Monarchen und ihres familiären Umfelds geprägt.