Iglesia de estilo románico construida en el siglo XII. Se estima que la fecha de inicio de las obras en torno a 1150. Su estructura presenta una sola nave con presbítero recto y bóveda de medio cañón rematada con una cabecera semicircular cubierta con bóveda de horno. Conserva diferentes añadidos posteriores a la obra original, como la sacristía de la esquina nororiental, la espadaña y el coro que se eleva a los pies de la nave.
Siendo el románico vallisoletano, en general, rural, tosco, sencillo, pobre y tardío, hay un pequeño grupo de edificios que ofrece peculiaridades, debidas más a los medios financieros disponibles, más cuantiosos, que a diferencias de concepción estética. Se trata, como señaló Felipe Heras en su trabajo sobre el románico vallisoletano, de las iglesias del románico occidental o de órdenes militares.La iglesia de Arroyo es un edificio de pequeñas dimensiones y, a pesar de haber sido muy restaurado, conserva bastante de su apariencia original.
La portada sobresale un metro de la fachada y está formada por un arco de ingreso de medio punto, sin tímpano y con cinco arquivoltas, protegida por un tejaroz. Tanto los capiteles como los canecillos que soportan el tejaroz aparecen decorados de forma muy variada y de buena calidad; se puede ver una escena de caza.
Lo más interesante de la iglesia de San Juan de Arroyo es la profusión y variedad de su decoración esculpida. Están tallados los capiteles del interior y exterior de la iglesia, además de las molduras, las líneas de imposta y los canecillos de cornisas y tejaroz.En la segunda mitad del siglo XIX pasó a propiedad del senador indiano José Manuel Golleneche, quien patrocinó la reforma y restauración del templo.
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A esa actuación corresponde el muro norte y la sacristía que tiene adosada, el traslado de la espadaña a los pies con la que se cubrió la nave con bóveda de cañón con ladrillo, aunque en su origen era de una armadura de madera., y la boveda de cañon que cubre la nave, además de algunos capiteles de nueva factura y el caracol de acceso al coro.
Las ventanas se decoran con capiteles ilustrados por un aguila, una sirena voladora y otra agarrando sus dos colas, un león engullendo una cabeza humana y motivos vegetales con bolas.
La iglesia a principios de los años 70 del pasado siglo
El repertorio escultórico se completa con los canecillos que sostienen la cornisa, donde figuras monstruosas arropan a un tipo en cuclillas, una liebre abatida, búhos y un sapo plantando cara a la serpiente. En el interior del ábside sobresale la representación de la lujuria, con dos serpientes abrazando el cuerpo de una mujer desnuda.Del libro Recuerdos y bellezas de España. 1861. Litografía de S. Isla
Se aprecia claramente la antigua ubicación de la espadaña antes de la reforma llevada a cabo en la segunda mitad del S. XIX
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