O Real Mosteiro de San Lorenzo de El Escorial foi iniciado em 1563 por ordem de Filipe II de Espanha e substancialmente concluído em 1584 — apenas vinte e um anos para o que ainda é o maior edifício renascentista do mundo. Filipe II jurou construí-lo após a vitória do seu exército na Batalha de Saint-Quentin, no norte de França, a 10 de agosto de 1557, dia da festa de São Lourenço. São Lourenço foi martirizado numa grelha; a célebre planta do mosteiro em forma de grelha — quatro torres nos cantos, longos pátios retilíneos, o Pátio dos Reis ao centro — é a comemoração arquitetónica desse voto.
O arquiteto principal, Juan Bautista de Toledo, desenhou os planos iniciais com base nos princípios renascentistas italianos antes da sua morte em 1567. Juan de Herrera assumiu então e deu ao edifício o seu acabamento granítico severo e sem ornamentos: longas cornijas horizontais, pilastras lisas, telhados de ardósia que evocam o norte dos Habsburgo e uma ausência quase total de decoração esculpida no exterior. O estilo ficou conhecido como estilo herreriano e dominou a construção real espanhola durante o século seguinte. O complexo é construído em granito cinzento extraído da Serra de Guadarrama, imediatamente atrás do edifício, e tem a presença nua e monumental de uma cidade de montanha, mais do que de um palácio.
Sob o altar-mor da basílica encontra-se o Panteão Real (Panteón de los Reyes), local de sepultamento de quase todos os monarcas espanhóis desde Carlos V. A câmara é octogonal, revestida do chão ao teto em mármore escuro e jaspe serpentino, e contém vinte e seis sarcófagos idênticos de mármore preto com ferragens de bronze, dispostos em camadas — reis de um lado, rainhas cujos filhos se tornaram reis do outro. Um Panteão de Príncipes (Panteón de los Infantes) separado, do século XIX, guarda os restos mortais de crianças reais e rainhas consortes. O Panteão foi iniciado sob Filipe III e Filipe IV; o revestimento final de mármore foi concluído apenas em 1654 por Giovanni Battista Crescenzi.
A Biblioteca Real, que ocupa o longo salão superior acima da entrada principal, é uma das bibliotecas históricas mais importantes da Europa. Filipe II construiu-a como biblioteca de trabalho para estudiosos e abasteceu-a com a sua própria coleção e com acervos comprados e confiscados; atualmente contém cerca de 40.000 volumes impressos, cerca de 4.700 manuscritos em árabe, latim, grego, hebraico, espanhol e outras línguas, e importantes coleções científicas e teológicas do Século de Ouro espanhol. Pellegrino Tibaldi pintou a fresco o teto de abóbada de berço entre 1586 e 1592 com as sete artes liberais e as virtudes cristãs. O salão está fechado ao acesso académico, mas o corredor público permite aos visitantes percorrer toda a extensão da sala e ver as secretárias de leitura renascentistas originais, os globos celeste e terrestre e as estantes com lombadas viradas para fora (uma inversão invulgar do século XVII concebida para preservar os dourados das páginas das encadernações).