Il a été construit à la fin du XIVe siècle sur le versant sud de la colline de la Vitoria primitive, en dehors de ses murs et de la porte de San Bartolomé. Elle occupe probablement le même emplacement que l'église juradera, également dédiée à San Miguel, qui est mentionnée et située aux portes de la ville dans le document de la charte de fondation accordée par le roi navarrais Sancho VI le Sage en 1181. L'église donne sur la rue Mateo Moraza et domine les places de la Virgen Blanca et de General Loma, centres vitaux de la ville, et son style gothique contraste avec les bâtiments néoclassiques qui longent sa base.

C'est une église rectangulaire avec trois nefs inégales de quatre travées, un chœur octogonal et deux chapelles à abside latérale. Sur le mur de gauche, il y a trois chapelles et une salle à deux étages. Sur le mur de droite, on trouve quatre chapelles, la porte principale avec son portique et la sacristie. Les voûtes présentent des nervures complexes, notamment celle qui couvre la chapelle principale, avec des nervures et des clés de voûte peintes en or, ainsi que les ogives des arcs, et des plementeries blanchies à la chaux, comme les panneaux muraux qui séparent les nefs, au-dessus des anciens arcs.

Dans le pignon, presque recouvert de maisons mitoyennes et à côté de la tour, il existe un autre accès à l'église, aujourd'hui hors d'usage, appelé Puerta del Solar, auquel on accède par un escalier étroit depuis la rue Correría. À l'extérieur de l'abside semi-hexagonale, face au palais de Villa Suso et à la place del Machete, on peut encore voir la niche grillagée qui contenait la machette sur laquelle le syndic jurait, devant le peuple, de veiller aux intérêts de la ville.

L'édifice de San Miguel se compose de différentes périodes de construction. De la partie la plus ancienne, gothique de la fin du XIVe siècle au début du XVe siècle, il reste les supports de la première section et la porte principale partiellement mutilée, dont la partie la mieux conservée est le tympan disposé en trois bandes, les deux inférieures centrées sur des scènes traditionnelles de saint Michel et la supérieure montrant la manifestation glorieuse du Père donnant au monde le Christ Rédempteur, flanqué de la Vierge Marie et de saint Jean en prière. Plus tard, au XVe siècle, dans le style gothique basque, on a construit les colonnes rondes avec des chapiteaux à collerette, les voûtes et la Puerta del Solar.

Plateresque, du début du XVIe siècle, sont le chœur, le portique et un arc sépulcral dans la chapelle principale, avec le mausolée de la famille Arriaga. La chapelle principale elle-même date du milieu du XVIe siècle. C'est à la fin de ce siècle que fut construite la tour, une structure prismatique surmontée d'une flèche avec une lanterne hexagonale baroque, du XVIIIe siècle, œuvre de Valerio de Ascorbe et très similaire à celle de l'église voisine de San Pedro Apóstol, érigée par le même artiste.

La partie la plus remarquable de l'intérieur est sans aucun doute le retable principal, une magnifique œuvre du début du baroque réalisée par Gregorio Fernández entre 1624 et 1632. La maçonnerie dorée de trois sections et cinq nefs est présidée par une image de La Purísima avec son manteau drapé sur ses épaules et ses mains jointes au centre, dans le style de l'Immaculée Conception castillane de la première moitié du XVIIe siècle. Dans les sections supérieures, on trouve des scènes de Saint Michel flanquant l'image du saint patron et le groupe sculptural du Calvaire. Avant ce retable baroque, il y avait un retable gothique et un autre de la Renaissance contracté par Lope de Larrea et Juan de Anchieta, qui n'a jamais été terminé. Deux reliefs de ce retable inachevé sont conservés dans la sacristie.

Le portique actuel date du XVIe siècle et se superpose à la structure précédente. Couvert d'une voûte en étoile nervurée de style gothique tardif, on y accède par un large escalier et par deux grands arcs jumelés légèrement pointus. Le complexe s'ouvre sur la place de la Virgen Blanca, patronne de la ville de Vitoria, dont l'image est logée dans une solide niche en marbre entre les deux arcs d'accès. La niche date du 18ème siècle et la sculpture est une niche en pierre gothique polychrome avec la Vierge en majesté tenant l'enfant.