Este edificio de estilo barroco, repite el esquema constructivo de otras obras jesuitas españolas como la de Nuestra Señora de la Calle en Palencia. Presenta una tradicional planta de cruz latina, nave de triple tramo con capillas, crucero con brazos laterales y cabecera poligonal. El peso de las bóvedas es soportado por ochos robustos pilares, achaflanados los cuatro del crucero. Sobre los mismos, discurre un entablamento que sirve de arranque para el sistema de bóvedas organizado en torno a arcadas de medio punto. Todos los tramos de la nave se cubren mediante bóvedas de cañón con lunetos. La cúpula es rebajada sobre cuatro grandes pechinas. En los medios puntos estructurales se disponen casetones. El resto de la superficie interior aparece enlucida. Destacan los motivos vegetales y geométricos que se emplean para la decoración de muros, bóvedas y cúpula.
Al exterior, representa un robusto edificio barroco de fase clasicista elaborado en piedra de sillería blanca. La fachada principal se ordena en tres calles simétricas que recuerdan, claramente, a la iglesia de Il Gesu en Roma. El tramo central de la fachada ostenta mayor envergadura. Se enlaza con los laterales por medio de aletones cóncavos. El ingreso se plantea como un gran arco triunfal que avanza sobre el resto de la superficie. Está compuesto por un mayúsculo medio punto entre dos pares de columnas dóricas. Sobre esta estructura discurren un entablamento y un frontón en el que se inscribe un óculo. Desde el frontón, arrancan cinco pináculos con bolas herrerianas. El cuerpo superior, del eje central, mantiene una ventana recta con pequeño frontón semicircular. A ambos lados, dos blasones de piedra dedicados al fundador, Domingo de Gorgolla y a los reyes Borbones. El conjunto se remata con un frontón idéntico al situado sobre el ingreso. Los cuerpos laterales de la fachada son de gran sobriedad. Cuentan con dos huecos adintelados que se abren entre la piedra de sillería. Se rematan con sendos pináculos piramidales que otorgan verticalidad al conjunto. Entre otros elementos externos, sobresale una pequeña espadaña con dos espacios rectos para las campanas. Se remata con un frontón recto.
El interior parroquial se ilumina mediante una serie de vanos termales de tres y dos huecos. Están situados en los tramos de la nave y brazos del crucero. El claustro parroquial es la sede del Euskal Museoa, antiguo Museo Arqueológico, Etnográfico e Histórico Vasco. Inaugurado en 1921, pertenece a la Diputación Foral de Vizcaya. De estilo barroco, data del siglo XVIII, si bien ha sufrido varias reformas hasta el siglo XX. Corresponde a las antiguas dependencias del Colegio de San Andrés, perteneciente a la orden jesuita hasta su expulsión de 1767. El edificio fue también sede de la Casa de Misericordia y de una importante fábrica alfarera. El claustro se ordena por medio de cuatro crujías de triple altura de cinco y seis tramos. Realizado en piedra de sillería, se configura mediante arcos de medio punto que descansan sobre pilares. Cada unos de los niveles está separado por una cornisa moldurada. La austeridad decorativa otorga sobriedad a la estructura. El alzado exterior del claustro, adosado a la iglesia, comparte la tipología formal de la misma. Se organiza en tres alturas de perfecta sillería. En el nivel inferior, hay dos puertas adinteladas. Sobre las mismas, se inscribe el escudo de Gorgolla, fundador del colegio de San Andrés. A ambos lados, dos enmarques rectangulares moldurados. La altura superior está separada por una imposta lisa y cuenta con dos pequeñas ventanas rectas y una cornisa moldurada. Se remata con dos pináculos piramidales. En un registro retranqueado, se divisan los arcos de medio punto de la ampliación efectuada en el siglo XX.
En el interior parroquial se guarda una importante colección retablística barroca, así como varias piezas procedentes de la antigua iglesia de Ibeni y de la iglesia del Colegio de la Compañía de Jesús. El retablo mayor, situado en la zona del Presbiterio, data de comienzos del siglo XVIII. De estilo barroco, se ordena con un banco, cuerpo de triple calle entre grandes columnas salomónicas y ático semicircular. Excesivamente policromado, se decora con motivos vegetales. En la hornacina central, se guarda una imagen neoclásica de San Juan Baustista. En los laterales, dos lienzos de San Pablo y San Pedro de finales del siglo XVIII. En el ático, se localizan una talla de San Francisco de Borja y los lienzos de Santo Domingo de Guzmán y San Agustín. Los retablos de San Rafael y el Sagrado Corazón comparten tipología formal. Se ubican en la zona del Evangelio y de la Epístola, respectivamente. De estilo rococó, se configuran mediante un banco, cuerpo mixtilíneo con dos pares de columnas salomónicas y ático semicircular. Toda la superficie se ornamenta con motivos de rocalla y guirnaldas. En el centro albergan sendas imágenes de los titulares.
Los retablos de San Juan Evangelista, San José, Virgen del Carmen y San Luis Gonzaga también comparten morfología. Se componen de un banco, cuerpo único de triple calle con columnas salomónicas y ático semicircular. En el centro guardan la talla del titular y lienzos en los laterales. El retablo de la Vera Cruz está situado en la zona del Evangelio. Procede de la antigua iglesia de Ibeni. Obedece a la trayectoria penitencial histórica que ha tenido este templo. La Cofradía de la Vera Cruz nace en Bilbao en 1553. De este periodo, es original el Cristo de la Villa, de estilo romanista, realizado por Juan de Beaugrant. El retablo se ordena por medio de un banco, cuerpo de cuatro calles y ático con tres cajas. En el ático destaca un sencillo lienzo de la Magdalena. El retablo de la Dolorosa comparte tipología con el de la Vera Cruz. Situado en la zona de la Epístola, presenta una interesante talla de la titular del siglo XVIII. Es atribuida al escultor Raimundo Capuz. Otros elementos decorativos de interés son las cuatro pinturas situadas en las pechinas de la cúpula, dedicadas a santos jesuitas.
La parroquia de los Santos Juanes es uno de los templos más desconocidos de la capital vizcaína. Fue íntegramente restaurada tras las inundaciones de 1983. Antiguo conjunto original jesuita, la iglesia es titularidad de la Diócesis de Bilbao mientras que el claustro, Euskal Museoa, corresponde al ente foral.