Dentro de sus muros esconden una gran riqueza artística e histórica. La portada del convento es de estilo renacentista y en la parte superior tiene una pequeña hornacina estilo barroco en la cual se encuentra la imagen de Santo Domingo de Guzmán fundador de la Orden. Al ingresar se destaca el salón de visitas, con un precioso artesonado mudéjar, compuesto por más de tres mil piezas de cedro artísticamente talladas y trabadas sin clavos ni goma, donde Bernardo Alcedo ejecuto por primera vez el Himno Nacional del Perú.

El primer claustro está constituido por 38 arcos y está adornado de bellos azulejos sevillanos que representan a santos y ángeles, consideradas las más antiguas de la ciudad. La biblioteca es digna de admiración por el tallado de su techo y los estantes que contienen alrededor de 25 mil volúmenes. La sala capitular es un hermoso ejemplo del barroco francés, donde se fundaron la Universidad Nacional Mayor de San Marcos y la Universidad San Martin. La capilla de San Martin de Porres fue construida en el lugar donde estuvieron la habitación de los enfermos y el cuarto de depósito de la enfermería.

Vivieron en este convento famosos obispos y religioso, como Tomas de San Martin, fundador de la Universidad de San Marcos; Domingo de Santo Tomas quien escribió la primera gramática y diccionario de la lengua quechua; Diego de Hojeada, autor del poema la Cristiada; y sobre todo vivió aquí San Martin de Porres. Este convento era visitado por Juan Masías y a su sombra se santifico a Rosa de Santa María. Los restos de estos tres grandes santos se veneran en la Basílica del Rosario, en la que también se encuentra la Virgen que hablo a Santa Rosa de Lima y de los labios del pequeño niño, que sostiene en sus brazos, brotaron aquellas palabras: Rosa de mi corazón, se tu mi esposa.