Cuando en 1501 Pedro Gumiel comenzó a dirigir la edificación del Colegio Mayor de San Ildefonso, el maestro constructor aprovechó un solar adyacente para erigir la Capilla universitaria, que asimismo quedó bajo la advocación del patrono de la Archidiócesis, San Ildefonso. Antes de continuar describiendo este monumento, es preciso considerar que buena parte de las riquezas allí reunidas no ha llegado hasta nosotros. Como sucedió con otras instituciones alcalaínas, las leyes desamortizadoras despojaron a este lugar de sus tesoros. No obstante, mitigó en parte ese desposeimiento la restauración que se llevó a término en 1960, cuando en el Colegio Mayor vino a establecerse la Escuela Nacional de Administración Pública.
La fachada se debe a Juan de Ballesteros y la portada de sillería blanca es obra de Rodrigo Gil. La remata una espadaña de frontón triangular que alberga dos huecos, donde por cierto resonaban las campanas que el Cardenal hizo fundir con el bronce de los cañones que tomó durante la campaña de Orán. Gracias a las leyes desamortizadoras, el conde de Quinto se hizo con esas campanas: una de ellas voltea en el colegio de los escolapios de Caspe, en Zaragoza, y las otras tres acabaron animando las iglesias de otros tantos pueblos aragoneses.
Estimando otras bellezas de la Capilla, Cayetano Enríquez de Salamanca escribe que «el interior es de una sola nave cubierta por un decorado y polícromo alfarje morisco, muy bien conservado y restaurado. Los muros están decorados con bellas yeserías en el llamado estilo Cisneros, que combina el plateresco con el mudéjar y los últimos estertores del gótico florido. (…) En esta nave hubo enterramientos de algunos de los más ilustres profesores complutenses, tales como Antonio de Nebrija, fallecido en Alcalá en 1522; Diego López de Estúñiga; Juan de Vergara; Demetrio Lucas, el Cretense; Fernando Pinciano; Alonso de Zamora; Pablo Coronel; Alonso, el Complutense; los médicos Francisco Vallés y Antonio de Cartagena y los arquitectos del Colegio, Pedro Gumiel y José Sopeña». (Alcalá de Henares y su Universidad Complutense, Escuela Nacional de Administración Pública, 1973, p. 136). A esa lista, como es natural ha de añadirse otro nombre ilustre, pues en el presbiterio de esta Capilla mayor hallamos el sepulcro del Cardenal Cisneros, elaborado en mármol de Carrara por Bartolomé Ordóñez en el año 1521.
El estilo renacentista resume la estética decorativa de este lugar. No obstante, conviene tener en cuenta algunas variables. Por ejemplo, el retablo original, del cual se adueñó el conde de Quinto, fue sustituido por otro de la escuela navarra de Juan de Ancheta, atribuido a un discípulo de éste, Ambrosio de Bengoechea. En cuanto al resto de pinturas que iluminaban el templo, cabe hacer mención de La Imposición de la casulla a San Ildefonso, de Juan de Borgoña, una tabla adquirida por el potentado estadounidense Algur Meadows, quien la donó en 1962 a la Universidad de Dallas.