La iglesia de Santo Tomé es quizás uno de los templos más antiguos de Zamora. Fue monasterio en 1126, beneficiado con la iglesia de Santa María de Matela por parte de la infanta doña Sancha, hermana de Alfonso VII.

Recibió, además, la villa de Venialbo, cediéndola al obispo y cabildo de Zamora en 1135, mientras se remataba la fábrica románica de la catedral, haciendo las veces de sede episcopal.

Del viejo edificio conserva su cabecera, que data del primer tercio del siglo XII, con tres capillas cuadradas y molduras abilletadas, recordando a Santa Marta de Tera, aunque su tosca escultura no alcance la excelencia de la colegiata de San Isidoro de León.

Sobre el hastial occidental se alza una espadaña de 1832.

Recientes excavaciones arqueológicas permitieron descubrir la necrópolis medieval apiñada junto a la cabecera.

Ha sido habilitada como Museo Diocesano de Zamora.