Die Kirche San Luis de los Franceses ist ein herausragendes Beispiel für die Barockarchitektur des 18. Jahrhunderts. Sie wurde von dem Architekten Leonardo de Figueroa entworfen und zwischen 1699 und 1730 im Auftrag der Gesellschaft Jesu erbaut. Nach der Vertreibung der Jesuiten aus Spanien im Jahr 1835 wurde sie verschiedenen Zwecken zugeführt und schließlich entweiht.

Was das Äußere betrifft, so ist es nach dem Lauf der Sonne oder dem Analemma ausgerichtet, so dass der Hauptaltar im Westen besonders im Frühjahr viel Licht erhält. Die Haupttür zeigt nach Osten, wo die Sonne aufgeht. Der Altar von San Estanislao, im Norden, und der Altar von San Francisco Borja, im Süden, werden am Festtag des jeweiligen Heiligen beleuchtet.

Im Inneren der Kirche hingegen ist der Grundriss in Form eines griechischen Kreuzes zu sehen. Darüber befinden sich eine Kuppel und 16 salomonische Säulen, die das Gewicht der Kuppel zu tragen scheinen, die in Wirklichkeit von vier Säulen getragen wird, die ausgehöhlt sind, um Kapellen im Inneren unterzubringen. Die vier Säulen werden von den vier kleineren Altaraufsätzen verdeckt, die wiederum von vier Balkonen und vier Gittern verdeckt werden. Nur die beiden salomonischen Halbsäulen des Hauptaltars sind original, der Rest stammt aus der letzten Restaurierung. Die Steinsäulen sind mit Stuck versehen, damit sie gestrichen werden können, obwohl sie nie gestrichen wurden.

Weiter oben, im zweiten Abschnitt, befindet sich eine Tribüne mit acht Rundbögen und eine Reihe von Balkonen, die von Gittern an den Säulen, die die Kuppel tragen, umschlossen werden. Die Kuppel steht auf einer runden Trommel und hat große Fenster, die ihr viel Helligkeit verleihen. Verbindet man die verschiedenen Punkte der Kuppel durch Linien, so entsteht ein Achteck oder ein achtzackiger Stern oder der Stern Salomons, der an vielen Stellen des Tempels zu sehen ist. Am Fuß der Kuppel befindet sich eine Darstellung der Religion mit dem Wort Religio. Diese offenbar weibliche Figur hält mit der rechten Hand das Kreuz, Symbol Christi und zugleich Symbol seines Todes, das Christus als Märtyrer rechtfertigt, und mit der linken Hand hält sie eine Palme in Anspielung auf die Auferstehung. Hinter dieser Figur befindet sich die Bundeslade.

Die meisten bildhauerischen und architektonischen Altarbilder stammen von Duque Cornejo, während die meisten Gemälde von Domingo Martínez stammen, der sie zwischen 1743 und 1750 malte.

Der Hauptaltar wird von einem Gemälde des Heiligen Ludwig, König Ludwig IX. von Frankreich, beherrscht, und die sechs Seitenaltäre sind verschiedenen Jesuitenheiligen gewidmet.

Die Krypta befindet sich unter der Kirche und bildet das Fundament der Kirche. Hier kann man die systematische Vorgehensweise von Leonardo de Figueroa bei der Konstruktion beobachten, der vier ausgehöhlte Säulen verwendete und das Gewicht in Bögen verteilte. Bei den Restaurierungsarbeiten wurden die Skelettreste zahlreicher Leichen geborgen, die meisten von ihnen Frauen, möglicherweise Nonnen, aber auch Kinder und Männer.