Es el edificio más antiguo de los que se conservan en la ciudad, situado junto al monasterio de Santa Clara y a las ruinas del Hospital de la Vera Cruz. Es una edificación románica de finales del siglo xii, recientemente restaurada. Se trata de una iglesia levantada en mampostería con refuerzo de sillares en las esquinas. Cuenta con dos accesos al interior, uno a través de arco de medio punto en la fachada meridional y otro, bajo arco apuntado, en el muro norte de la capilla.
Durante muchos años se utilizó como establo, pasando casi inadvertida para la mayoría de los medineses aunque conocida por muchos por ermita de Santa Lucía.
En el último decenio del siglo xx fue restaurada y aunque no recuperó su carácter sacro, la ermita de San Millán se ha convertido en la sede de El Centro de Interpretación del Románico de Las Merindades. Una maqueta de la Comarca señala las manifestaciones de estilo románico existentes, que se acompañará de elementos audiovisuales, interactivos y diversas reproducciones de las iglesias más representativas de la zona.