La iglesia fue construida entre 1700 y 1703 por los maestros Juan de Sierra, Juan de Palacios y Cristóbal de Hernansaiz, seguramente siguiendo el proyecto del arquitecto fray Domingo Ruiz de Ris, maestro mayor de obras del obispado. De estilo barroco, responde al modelo jesuita de planta de cruz latina con media naranja sobre el crucero, capillas laterales y tribunas, que en su época estaban cerradas con celosías. Elemento destacado es la portada, con doble pilastra y estípites, donde se incorporan las armas reales y la inscripción que Carlos III ordenó poner, como consecuencia de la expulsión de los Jesuitas y el traslado de la parroquia de San Nicolás de Medina a este templo en 1770.
Convertido en parroquia, será conocido a partir de este momento como San Nicolás el Real de Medina. El retablo mayor está dedicado a San Juan Evangelista, patrón del Barrio de Atienza. Procede de la parroquia de Mazarulleque, y fue realizado a mediados del siglo XVIII como denota su decoración de rocalla y los originales escusones de las columnas. Excelente labor es la del dorado con picados de lustre hechos con plantilla. De gran valor son las capillas situadas junto al presbiterio. La de la izquierda, levantada por la Hermandad de la Virgen de Guadalupe hacia 1770, se atribuye al arquitecto José Martín de Aldehuela. Incluye una elegante cupulina con lunetos y amplios ventanales. La decoración de rocalla y su movido entablamento nos recuerdan a San Felipe Neri y su capilla de la Virgen de la Luz en Cuenca, obras del gran arquitecto turolense.
La capilla de la derecha, construida en un barroco academicista, fue levantada en 1795 por la Hermandad de San Juan Evangelista. Atribuida al arquitecto Mateo López, su decoración denota un cambio de estilo. La rocalla ha desaparecido y en su lugar encontramos nubes de querubines, los bustos de los cuatro profetas mayores en relieve y elegantes marcos, que se completaban con una colección pictórica.
La capilla se construyó para dar culto a la imagen de San Juan que realizó en 1792 Julián de San Martín, teniente director de la sección de escultura de la Real Academia de Bellas Artes de San Fernando. Destrozada en 1936, recientemente, el escultor sevillano Fernando Aguado la ha reconstruido basándose en fotografías antiguas, reintegrando la mano derecha y el busto original, en el que todavía perviven sus dientecitos. Se trata de una representación única y excepcional de San Juan, que aúna en la misma obra la escritura del cuarto evangelio y el martirio, del que parece que escapa montado sobre el águila. Junto al altar de San Antonio Abad se encuentra el escudo de los Chacón, colocado en 1764, que fueron patronos de la capilla de San Partenio, situada en ese lugar en la época de los Jesuitas.
