En la segunda mitad del siglo XIX en un estado de ruina y abandono se producen dos obras de restauración. Una con el Arquitecto Narciso Pascual y Colomer entre 1848 y 1859 donde se añadieron algunos elementos nuevos como las torres.

Otra a partir de 1879 realizada por Enrique María Repullés y Vargas, dando lugar a una restauración definitiva del templo para su apertura como parroquia en Septiembre de 1883.

Para un templo gótico que teníamos en Madrid, con tanta destrucción y restauración, ha llegado hasta nosotros con una mezcla de estilos. Las restauraciones se hicieron en estilo neo-gótico y aunque muy tocada y reinventada, nos podemos hacer una pequeña idea de como era en sus orígenes.

La Iglesia es Monumento Nacional desde 1925.

El exterior fue el más afectado por las reformas del siglo XIX, hay que destacar el gran buque de ladrillo, que forma la iglesia. Aunque el origen es gótico lo que vemos en la actualidad es en su mayor parte del siglo XIX. También de ésta época son las dos torres que enmarcan la capilla mayor, las cuales se encuentran realizadas a imitación de las formas góticas y que, actualmente forman parte de la estampa de Madrid.

La portada es obra de Ponciano Ponzano el autor del tímpano de las Cortes, ejecutado según modelos góticos del siglo XIX.

Delante hay una interesante reja fundida en París. La portada, cubierta por un atrio, está formada por un gran arco campanel, rematado en la parte superior por el Calvario. A los lados escudos de la Casa Real Española.

En el centro hay un gran relieve de la Natividad o Nacimiento de la Virgen. En las jambas, cobijadas por doseletes, hay esculturas de San Fernando y San Francisco de Asís en un lado y Santa Isabel de Hungría y San Jerónimo en el otro.

En los laterales podemos observar los arbotantes y contrafuertes rematados con pináculos decorados con florones. Todo el conjunto está rematado por crestería que recorre la estructura del edificio, rematando la fachada y gran parte de los laterales

La escalinata se construyó en 1906 para dar mayor monumentalidad al acceso del templo con motivo de la boda de Alfonso XIII y Victoria Eugenia.

Hasta no hace muchos años a la derecha de la iglesia permanecían en pie los elegantes arcos del claustro del convento, hoy incorporado al Museo del Prado con motivo de las obras de ampliación de éste proyectado por el arquitecto navarro Rafael Moneo. 

Interior del templo

Se levanta sobre una planta de cruz latina y está compuesta por una nave central, crucero y cinco capillas por cada lado de la nave cerradas por arcos ojivales.

Todo el edificio se cubre por medio de una bóveda gótica de crucería, formada por terceletes.

Esto es lo único de la fábrica gótica que queda en la actualidad. Los triforios o tribunas que recorren la parte superior de las capillas, son el fruto de la restauración del siglo XIX, realizada por Enrique María de Repullés.

La capilla mayor está ocupada por un gran retablo realizado en el siglo XIX por José Mendes, mandado hacer por Francisco de Asís Borbón. Es de estilo romántico, aunque imitando modelos góticos.

En la calle central, de las tres que tiene el retablo, se halla el titular, San Jerónimo, sentado sobre su león emblemático. Sobre él se encuentra la Inmaculada, siguiendo la tipología apocalíptica, y como remate está el grupo de la Santísima Trinidad.

En las calles laterales se encuentran en el primer piso, las Santas Paula y Eustoquia, compañeras de San Jerónimo.

En el segundo cuerpo están San Isidro, como Patrón de Madrid, y San Agustín, cuya regla siguieron los jerónimos.

Por último, en el cuerpo final, están San Dámaso Papa, considerado como madrileño, y Santiago el Mayor como peregrino, patrón de España.

En la parte superior del retablo hay una vidriera con la Coronación de la Virgen, realizada, como las demás que hay en el ábside, crucero y zona del Evangelio, por Jean B. Anglade, ejecutadas en París en 1881.

En las ventanas laterales hay vidrieras con escudos reales. A los lados del retablo hay dos esculturas cobijadas por doseletes, de los Sagrados Corazones de Jesús y María, obras de principios del siglo XX, de talleres catalanes.

El Santo Cristo de las Penas y Buena Muerte, es una soberbia talla de Juan Pascual de Mena, del siglo XVIII, procedente de un derribado templo.

Hay una imagen de San José cuya autoría se atribuye a Luis Salvador Carmona,

En el hastial del lado del Evangelio hay un cuadro del XIX pintado por Rafael Tejeo por encargo del Rey consorte, Francisco de Asís, “La Última Comunión de San Jerónimo”, que está inspirado por el cuadro del mismo tema, pintado por el Domenichino, en el XVII, ahora en los Museos Vaticanos, pero en un principio para la Basílica de San Pedro.

Es posible que por su tamaño sea el mayor lienzo de todos los templos en toda la Comunidad de Madrid con sus nueve por cuatro metros.

La primera capilla del lado de la epístola a los pies de la iglesia, es la del Duque de la Torre. Se denomina así por encontrarse allí su cenotafio, obra de Mariano Benlliure.

Actualmente es la capilla de la Hermandad de Nuestro Padre Jesús de la Salud y María Santísima de las Angustias, aunque esta Cofradía es conocida popularmente como "Los Gitanos".

Esta cofradía es filial de la que existe en Sevilla con los mismos titulares y que fue fundada en 1753. La madrileña fue creada en 1995, aunque se constituyó como tal al año siguiente, siempre con el deseo de encuadrar en ella el colectivo gitano.

En un principio se pensó su ubicación en la iglesia de San Martín, encontrando luego sede en el templo de los Jerónimos. Las esculturas que venera son copias de las existentes en Sevilla, realizadas por Ángel Rengel en 1998, actualmente sólo procesiona la imagen de Jesús de la Salud. Entre ambos titulares se encuentra la efigie del Niño Jesús con el hábito de la cofradía.