EL ARCO DE SANTAMARÍA, cuyo aspecto actual es del siglo XVI, es una de las antiguas puertas de entrada a la ciudad de Burgos y, sin duda, la más señorial. Por su lado exterior, la puerta de Santa María simula un castillo, con torres, almenas y dos robustos cubos que encuadran el arco.

El interior del arco es más austero, decorado con algunas pinturas. Por su lado interior, el arco resulta ser de una enorme sencillez. El Arco de Santa María pudo servir como lugar de reunión del concejo de la ciudad desde el final de la Edad Media.

El aspecto majestuoso que muestra en la actualidad se debe a la transformación a que fue sometida la Puerta entre los años 1536 y 1553 y empleando ya una estética renacentista, en honor del emperador Carlos V. Su construcción se atribuye a Felipe Vigarny, quien en 1536 comenzaría las obras; interviniendo en ellas a partir del siguiente año Francisco de Colonia y Juan de Vallejo.

La Puerta está enmarcada entre dos potentes cubos cilíndricos y se estructura horizontalmente en tres cuerpos bien diferenciados separados por impostas.

El cuerpo inferior está centrado por un arco de medio punto que atravesaba la muralla; arco que aparece flanqueado por columnas adosadas y con tondos con bustos en las enjutas.

El segundo cuerpo muestra en el centro una composición ordenada a modo de retablo que consta de dos pisos unidos y superpuestos, con tres hornacinas en cada uno, enmarcado todo ello por columnas sobre pedestales. Superiormente se remata la composición mediante una balaustrada acabada con escudos en sus extremos.

El tercer cuerpo, que presenta un aspecto militar, jalonado por torreones cilíndricos y coronado de almenas. Bajo un amplio arco central aparece una primera figura cobijada en un nicho; y como coronación de todo el conjunto muestra un edículo superior con estatua, cuyo frente aparece enmarcado por columnas y rematado por un frontón triangular.

En esta obra el cantero Martín Ochoa de Arteaga labró para sus hornacinas las figuras de importantes personajes ilustres en la historia de la ciudad como son los Jueces de Castilla Nuño Rasura y Laín Calvo, los condes Diego Rodríguez Porcelos -fundador de la ciudad- y Fernán González, y el propio Cid Campeador. En el centro del piso superior aparece la imagen Carlos V, quedando sobre él la figura protectora del Ángel de la Guarda, y coronando la composición y a la altura de las almenas que rematan el arco, una imagen de la Virgen María, que da nombre a la Puerta.