Este templo apresenta uma nave dividida por oito arcos laterais, compreendendo capelinhas, à excepção daquele disposto à esquerda do arco cruzeiro. Na capela-mor sobressai o coro e um quadro a óleo do séc. XVIII. O terramoto de 1755 assolou o templo, seguindo-se a reconstrução, entre 1758 e 1766, por ordem de D. José I, com fidelidade às dimensões e a planta do edifício antecedente.

O imóvel é formado por três torres quadrangulares e comporta um recinto triangular, delimitado por muralhas com as torres nos ângulos, duas das quais a norte, com alçapão formado no meio da abóbada de cobertura, e uma terceira a sul, com portas que comunicam com o interior e o exterior do castelo.

Resguardada no piso inferior da Igreja Colegiada, a cripta, ou capela do Marquês, aloja o túmulo do 4.º Conde de Ourém, esculpido por Diogo Pires o Velho. A cripta é organizada em abóbada, manifestando semelhanças com a sinagoga de Tomar. No tampo do mausoléu está a estátua jacente de D. Afonso, em que o seu rosto é considerado um dos mais bem esculpidos em Portugal antes do Renascimento. No topo da cabeceira estão as armas de D. Afonso, e aos pés estão cinzelados dois guindastes que içam uma faixa.

“Esta casa é separada dos antigos Paços; é de apparencia mesquinha e consta de trez andares, ficando o primeiro, que é de enxovia, subterranio do lado da encosta do monte; pois a sua remoção não fazia falta a Ourém: talvez por esta circunstancia permaneça intacta” (FLORES 1994: 216, 217).

Tem a fachada principal forrada com azulejos do séc. XVII. Ligada ao arco está a capelinha de N.ª Sr.ª da Conceição, que antes fora da Santíssima Trindade, instituída em 1642, pelo Cónego António Henriques. Tinha a casa de residência para o capelão.