El principal interés del Hospital reside tanto en su arquitectura como en las distintas fases históricas que conserva. Aunque aparentemente la construcción podría datarse a principios del siglo XVI, la lectura arqueológica del inmueble ha permitido identificar varias etapas anteriores y posteriores.
El patio central corresponde a esa fase de comienzos del siglo XVI, pero fue construido aprovechando dos crujías o alas preexistentes, cuya edificación debe remontarse, como mínimo, al siglo XV o incluso al XIV. Esta lectura permite plantear que en este lugar existió probablemente un palacio mudéjar anterior, destruido quizá como consecuencia del terremoto de Carmona de 1504. Tras ese episodio, se habría ejecutado un nuevo programa arquitectónico reutilizando parte de las estructuras que quedaron en pie.
A mediados del siglo XVIII, la mitad occidental del edificio se derrumbó y fue reconstruida siguiendo el mismo esquema, lo que demuestra la continuidad del modelo arquitectónico y la voluntad de mantener la organización original del inmueble.
El patio estuvo originalmente decorado con pinturas murales, de las que todavía se conservan algunos fragmentos. Entre ellas destacan los símbolos de la Pasión de Cristo situados en la galería sur, un conjunto de especial interés por su valor artístico, religioso y documental.
Además de las pinturas, las galerías del patio conservan huellas espontáneas dejadas por los usuarios del edificio a lo largo del tiempo. Estos grafitis históricos, realizados sobre los paramentos, constituyen un testimonio directo de la vida del inmueble. Entre ellos destaca una escena de desembarco fechada a finales del siglo XV, especialmente valiosa por su singularidad y por la información que aporta sobre el imaginario y la memoria cotidiana de quienes habitaron o utilizaron este espacio.
En conjunto, el Hospital Mudéjar permite comprender la complejidad de la arquitectura histórica de Carmona: un edificio construido, transformado, derrumbado parcialmente y reconstruido a lo largo de los siglos, en el que conviven restos medievales, mudéjares, modernos y populares.