A camino del Barrio de San Gil hacia el Barrio de San Martín, encontramos la iglesia de Santa Cruz, colgada en su ábside hacia la Hoz del Huécar. En este lugar donde se ubica, la calle se estrecha por la continuidad de los edificios traseros de la calle de Alfonso VIII -antigua Correría o Correduría- conformando un callejón de paso dificultosa que apenas permite contemplar la fachada de este edificio. En esta zona estuvo ubicado, en el siglo XVI, el Colegio de Santa Catalina, dedicado a la formación de jóvenes como preseminario. La ciudad cristiana levantará sus templos parroquiales conformando un entramado irregular que condicionará su ubicación como consecuencia de los cauces de sus dos ríos perimetrales, Júcar y Huécar. Entre San Gil y San Martín, se construirá este templo, con la intención de acoger a los más necesitados y a los artesanos, quienes darán vida a un barrio singular.
El tempo fue levantado sobre una sola nave a causa de reducido espacio que permitía el lugar y fabricada en mampostería acogida a la pobreza de materiales y la finalidad de su origen, cubriendo su techumbre con madera y teja. Un tiempo después se acoplaría la torre campanario.
A mediados del siglo XVI es reformada por el arquitecto Juanes de Mendizábal el Viejo, y algo más tarde, a causa de su fallecimiento, continuaría la misma Francisco de Goycoa, arquitecto muy reconocido y contratado por el obispo Fresneda, en el año 1568.
Sin embargo, el hecho de que este arquitecto fuera el Veedor del Obispado y estar encargado de todas las numerosas obras que por entonces se estaban realizando, dejó en manos de Juanes de Mendizábal el Joven, sobrino del primer arquitecto y de Pedro de Vaca, para dirigir aquella renovación necesaria. Ambos, renovaron el templo medieval, dejando un edificio con muros perimetrales nuevos y volteo de arcos entre los contrafuertes a los que adosarían columnas de orden dórico. El edificio se cerraría con un artesonado de madera encargados a los maestros carpinteros Damián Saravia de Oropesa, Francisco Pinarejo y Jerónimo Vadello, así como a los entalladores Gaspar de Barriote y Villanueva. Sin embargo, el siglo XVIII provocó en toda la ciudad una gran reforma, aplicando los cánones del barroco, y la iglesia de Santa Cruz no sería ajena a ello. Se decidió quitar la madera del techo y colocar una bóveda de cañón con lunetos en piedra de toba que realizaría Manuel de Santa María, dándole forma de salón y dividida en seis tramos por medio de contrafuertes con pilastras adosadas, que sustituyeron aquellas columnas dóricas iniciales, y dejando el ábside poligonal primitivo. La sacristía se abribajo el altar mayor, al no tener otro espacio.
La bóveda se derrumbaría, teniendo que ser sustituida por la actual. Su portada es obra del siglo XVI y se compone de un arco de medio punto entre pilastras cajeadas jónicas. Su cuerpo alto tiene una hornacina entre dos «ces», algo propio del arquitecto Gil de Hontañón.
Ocupó en un tiempo del pasado siglo XX como sede de la Asociación de Artesanos conquenses que allí tuvo exposición permanente. Actualmente, renovada en este siglo XXI, gracias al Consorcio de la Ciudad de Cuenca, por un montante de 321.000 euros, albergará la exposición del coleccionista cubano-norteamericano Roberto Polo, cediendo un total de 171 obras entre las que se incluyen Le Soldat de Eugene Delacroix o Portrait presumé de Madame Bellelli de Egdar Degás, además de un Picasso. A su lado, obras de autores de vanguardia de Europa y Estados Unidos del siglo XX a la actualidad. El periplo de este edificio singular permite reconocer la evolución de un recorrido que ha estado guiado por el arte, tanto en su origen como templo de un barrio de plateros y artesanos, luego Centro Local de Artesanía para finalizar como Centro de Exposiciones de uno de los coleccionistas más importantes del mundo actual: Roberto Polo.