Alonso de Cárdenas, Gran Maestre de la Orden de Santiago, erigió esta iglesia en 1481, por aquellas fechas –1482- se terminó la de Llerena, donde está enterrado, junto con su esposa D.ª Leonor de Luna, en el lado del Evangelio.

Característica singular de este templo y que lo distingue de los de su estilo, es la gran elevación de sus pilastras, coronadas por capiteles de gran sencillez, lo que presta al edificio, una suntuosidad extraordinaria. nave principal con arcadas transversales apuntadas, de gran luz, cubierta de madera distribuida en tres paños, siendo de notar que en el primer tramo está desviado del eje principal del edificio. en su frente norte, una arcada ojival de ladrillo perteneciente al núcleo primitivo. En dicha capilla háyanse bóvedas de crucería con tercelete en forma de estrella. En resumen, dos capillas laterales cubiertas con bóvedas estrelladas, el arco gótico del presbiterio, la esbeltez del edificio, de gran elevación y elegancia, y la sencillez de los capiteles, permiten situar la parte más antigua en pleno siglo XV, lo que coincide con los datos históricos. En el primer cuarto del siglo XVI se hicieron construcciones de notorio interés, que pasan del gótico al renacentista, como se ve en la bóveda del presbiterio y que acusan la presencia de un maestro contemporáneo de Diego de Riaño. . La portada de la puerta debió ejecutarse en el siglo XVIII. En 1840 tenía  San Sebastián seis sacerdotes, un párroco y un teniente, pero en siglos anteriores llegó a tener un cura beneficiado y once clérigos más.

En esta iglesia radicó hasta su cierre al culto, la Hermandad de Ntro. Padre Jesús Nazareno.

Construido en mampuesto y ladrillo, su nave principal a la que se le adosa otra lateral en el lado izquierdo o del Evangelio, de gran elegancia a causa de su gran elevación, se divide en cuatro tramos el primero desviado del eje del edificio por medio de arcos transversales apuntados de gran luz que apean sobre pilastras adosadas al muro, muy esbeltas y con capiteles muy sencillos, cubriéndose hasta hace unos años con techumbre de madera, sustituida por la cubierta actual, dispuesta a dos aguas y que mantiene el recuerdo de la primitiva en la utilización de los maderos. Por su parte, el presbiterio, igualmente desviado en relación al eje longitudinal de la nave y al que se accede a través de arco toral o triunfal apuntado y perfilado por dos sencillos baquetones, se cubre con bóveda estrellada, compuesta por dos nervios diagonales que al unirse entre sí por medio de otros nervios secundarios -los terceletes- dibujan una estrella de cuatro puntas, dentro de la que se inscribe un círculo . Las nervaduras que componen la bóveda que acabamos de describir muestran en sus uniones una serie de rosetas decoradas con interesantes temas heráldicos que, no hemos podido estudiar debidamente por su gran altura, pero que tal vez aludan al Priorato de San Marcos de León y a la Orden de Santiago, arrancando dichos nervios de ménsulas decoradas con relieves que representan los símbolos de los Evangelistas, unidas entre sí por medio de sendas impostas que recorren solamente los muros laterales del presbiterio, desapareciendo en el muro del testero a causa de la colocación del retablo que en su día ocupaba su superficie. En uno de dichos muros laterales se abre el ingreso a una pequeña capilla, cubierta igualmente con bóveda estrellada pero de diseño mucho más simple, parecido a dos puntas de arpón unidas por sus vértices.

Otra capilla, que en su día fue la del Sagrario, se abre al primer tramo de la nave, vecino del arco toral que conduce a la cabecera del templo. De planta cuadrada, su cubierta es también una bóveda estrellada con terceletes, cuya plementería todavía muestra restos de la decoración pictórica barroca con la que se la enriqueció en una reforma posterior, tal vez del siglo XVIII, a la que también debe corresponder la bóveda de medio cañón con arcos fajones que cubre la nave lateral.

En definitiva, nos encontramos en el templo de San Sebastián con una combinación de elementos estilísticos del gótico, mudéjar, renacimiento y barroco.

Esta iglesia fue cerrada al culto en el año 1936.

Actualmente está siendo usada coma Mercado de Abastos.