La iglesia del Santo Sepulcro de Torres del Río, con su perímetro octogonal, al igual que la de Eunate, recuerda a la de Jerusalén y trae reminiscencias templarias. Fue erigida en torno a 1.170. Mientras unos le atribuyen un origen relacionado con el Temple, otros lo vinculan al monasterio de Irache. La portada está orientada al sur y al oeste se le adosa una torre cilíndrica con una escalera de caracol que da acceso a la linterna, a través del tejado.
Se accede por una portada de medio punto en su lado sur. Consta ésta de dos arquivoltas lisas, y guardapolvos decorado con dibujos geométricos, descansan en una columna a cada lado con capiteles lisos, cuyo cimacio tiene decoración vegetal. El tímpano, que fue retocado posteriormente, presenta una cruz patriarcal.
Desde el exterior se observa el alzado y la planta que se ve reflejado en el interior, con una magnífica sillería perfectamente escuadrada con la que está construída. El octógono presenta: adosado al este, el ábside semicircular sobre un pedestal para salvar el desnivel del terreno, tiene una ventana axial de medio punto sencilla; al lado opuesto la torre por la que se ascendía a la linterna, con vanos muy estrechos como saeteras. Horizontalmente se divide el edificio central en tres cuerpos claramente separados por impostas molduradas. En las esquinas tiene adosadas columnas que terminan en capiteles de decoración vegetal.
En el cuerpo inferior sólo destaca la portada que hemos comentado. El segundo está decorado con arcos ciegos apuntados, con excepción de los inmediatos al ábside que tienen en su interior, además, ventanas de medio punto con dos arquivoltas sobre columnas con capiteles decorados con aves o entrelazos y con cimacios de dibujo geométrico. El cuerpo superior y en todos sus lados -menos en el que tiene la torre adosada-, presenta ventanas también de medio punto, con dos arquivoltas de grueso bocel, con bolas en los intradós y chambrana decorada con vegetales; descansan sobre un cimacio liso, que da paso a columna y una amplia pilastra a cada lado, las primeras con capiteles de decoración variada, tanto vegetal, como bestiario ; son prácticamente ciegas, perforándolas una pequeña abertura que ilumina la cúpula Por encima, el tejaroz cóncavo con bolas, sustentado por modillones de cuatro lóbulos, da paso a la linterna que asemeja las formas del edificio, octogonal, dividido horizontalmente en tres cuerpos y columnas en las esquinas; se abren a los cuatro puntos cardinales unos vanos lisos de arco de medio punto rebajado.
La cúpula, culmina los dos cuerpos, diferenciados claramente por una imposta taqueada y cortados en su vertical por columnas adosadas en las esquinas del octógono, con capiteles que representan temas típicos del románico: centauro disparando flecha a arpía, monstruo entre leones, vegetales entrelazados, roleos y en el arco del triunfo historiados, con el Descendimiento y la Resurrección. A excepción de estos dos últimos que tienen una imposta de entrelazos y palmetas, todos los demás se mantienen unificados por el taqueado que recorre el perímetro de la nave.
La cúpula está formada por una estrella de ocho puntas dibujada con fuertes nervios prismáticos cruzados, que nacen en modillones polilobulados; en los ángulo de unión se abren los pequeños vanos cubiertos de celosías talladas en piedra con remate de torres y castilletes, en correspondencia a los que hemos comentado de las ventanas exteriores. De las columnas nace un nervio más, que refuerza el ángulo en los cruces de los nervios. En el espacio central, sobre una moldura taqueada se eleva una perfecta cúpula circular.
Al ábside se accede por un arco apuntado sobre columnas con los capiteles descritos anteriormente y bóveda de horno a partir de la imposta taqueada, continuación de la que separa el primer cuerpo. Está iluminada por la ventana axial de medio punto abocinada y lisa que hemos visto en el exterior, iluminando un Cristo con cuatro clavos y corona real tardo románico, del siglo XIII..
En las paredes laterales anteriores al ábside se abren las ventanas de medio punto, fuertemente abocinadas con una arquivolta decorada con palmetas y otros vegetales, que voltea sobre columnas con capiteles de temas vegetales y animales, los cimacios presentan dibujos geométricos.
A esta iglesia la han denominado Linterna de los Muertos ya que debía existir la costumbre de encender un fuego en lo alto de la linterna cuando algún peregrino había fallecido en las proximidades o en el hospital que, al parecer, regían los monjes de San Benito.