Aunque fundado en 1596, hubo de esperar siglo y medio para que comenzara su construcción, bajo el reinado de Carlos III (1756). En 1776 fue casa de estudios de gramática y recién en 1799 comenzó a funcionar como seminario.

De traza herreriana, tiene 75 metros de fachada, tres claustros y una capilla de estilo neoclásico, que se amplió con un pequeño patio en el que participó Antonio Gaudí. A finales del siglo XIX el seminario mayor de León estaba conformado por construcciones de diferentes épocas y estilos que precarizaban la labor seminarista del Obispado.

Por ello y promovido por el obispo Gómez Salazar se decidió construir un nuevo edificio que reuniese las condiciones necesarias de Seminario Mayor de la Diócesis de León.

Las obras comenzaron en 1896 bajo la dirección de Juan Bautista Lázaro.

La capilla tiene en las pechinas de la cúpula pinturas de los Evangelistas. En la escalera principal hay un gran cuadro de Agustí Esteve, que representa la imposición de becas en el día de la inauguración por el obispo de los seminaristas.

Levantado en el siglo XII bajo la advocación de San Julián, sufrió importantes modificaciones en el siglo XVIII y otras nuevas a mediados del siglo XX, cuando se renombró en honor a Nuestra Señora de Fátima.

Pese a todo, el templo conserva buena parte de su estructura original de una sola nave con capillas adosadas, en el que sobresalen las yeserías del siglo XVIII y la cúpula.

En el hastial occidental se abre la portada, el elemento más llamativo de todo el edificio. Destaca el retablo mayor del siglo XVIII en estilo churrigueresco, de Baltasar Ortiz.