LA IGLESIA DE SANTA MARÍA LA REAL se levanta en el centro del núcleo urbano, a la vera de la carretera comarcal que conduce a Matamorisca. La planta presenta nave rectangular dividida en cuatro tramos, ábside semicircular precedido por presbiterio rectangular y portada abierta al sur. Toda la fábrica original se erigió con buena sillería arenisca, de tamaño regular y bien escuadrada. También de sillería combinándola con sillarejo es la fábrica de las construcciones adosadas. La separación entre la cabecera y la nave se realiza mediante un arco triunfal de medio punto. Se apoya en semicolumnas adosadas a pilastras con interesantes capiteles y cimacios decorados. El ábside semicircular presenta bóveda de horno ligeramente apuntada, en tanto que el presbiterio y la nave se cubre n con bóveda de cañón. En su interior, dos molduras simples de nacela lo recorren a la altura del arranque de las ventanas y el inicio de la bóveda. La cubierta de la nave se encuentra sostenida por arcos fajones que reposan en ménsulas. En el exterior del ábside aparecen dos pilastras a las que se adosan semicolumnas coronadas por capiteles, dividiendo verticalmente el tambor en tres paños. El espacio central y el de la epístola se encuentran abiertos por un vano de medio punto, flanqueado en el interior y exterior por columnillas. Como es habitual, una hilera de canecillos decora el alero que recorre el perímetro exterior del ábside, mientras que el nivel inferior se ve subrayado por un pequeño zócalo o podium bajo. Una moldura circunda todo el hemiciclo a la altura del arranque de las dos ventanas. El templo tuvo en origen tres accesos de los cuales sólo se encuentra practicable el abierto en el lado meridional, protegido por un atrio moderno. Está formado por un arco de medio punto rodeado de triple arquivolta que descansa en jambas. Por encima de él, se abre una ventana decorada con labra vegetal románica. En el muro norte, se aprecian restos de arquivoltas y un capitel de una portada románica cegada y casi cubierta por el nivel del pavimento exterior. García Guinea atribuye a esta iglesia un posible carácter conventual. En el sector oeste, localizamos otra portada cegada que no tiene una cronología precisa, aunque pudiera ser medieval. El último espacio arquitectónico destacable es la torre, reconstruida en época postmedieval aprovechando el muro de la antigua espadaña románica, sólo visible desde el interior del campanario donde se aprecian columnas con capiteles de hojas lisas. En el interior del templo la decoración escultórica se reduce esencialmente a la existente en los capiteles del arco triunfal. En el del evangelio, se tallaron dos águilas con las alas explayadas de tosca labra (según García Guinea es un motivo característico de las iglesias de la primera mitad del siglo XII del románico montañés) y cimacio en altorrelieve, que representa una especie de conejos mordiéndose las patas entre elementos vegetales. El águila, que es un tema habitual en el románico santanderino (Bolmir, Castañeda, Raicedo, etc.), también aparece en tierras de Palencia (San Vicente de Becerril del Carpio y Santa Eufemia de Cozuelos). El de la epístola, con leones afrontados en las esquinas a tres niveles, recuerdan a García Guinea los ya vistos en Frómista y Cozuelos. Sería posible extender esta filiación al interior de Matalbaniega. El cimacio de decoración vegetal se puede emparentar con una ventana absidal de Pisón de Castrejón. Las ventanas abiertas en el ábside están formadas por arquivoltas de medio punto, de caveto la interna y de bocel y caveto la más externa. Los capiteles tienen una decoración simple; uno, con hojas de palma rematadas por una gran bola y el otro, con un arco de palmas formado con dos vástagos que se unen en lo alto por una bola. En el interior parece repetirse la misma disposición. La talla podría relacionarse con algún capitel de San Vicente de Becerril del Carpio. La ventana meridional, con doble arquivolta de medio punto, tiene decoración vegetal con acantos carnosos que recuerda los arquetipos de Rebolledo de la Torre y Vallespinoso. Descansa sobre una pareja de columnillas con capiteles de pequeñas volutas en lo alto, similares a los del ábside. En cuanto a los canecillos, podríamos agruparlos en diversos tipos. Los más modernos en forma de proa de nave, en los muros norte y sur; o figurados a lo largo de la cornisa del ábside y del presbiterio, los más viejos. De entre estos últimos destacamos un músico sentado que parece tocar una doble flauta, un guerrero, un sodomita, uno de tipo fálico, un arpista y varias figuras zoomórf icas. Resumiendo podemos señalar que en una primera campaña -hacia finales del siglo XII o inicios del XIII- se alzó el grueso del edificio tard o rrománico reaprovechando una antigua cabecera de la primera mitad del siglo XII. Años más tarde, en una campaña protogótica, se remata la zona superior de la caja muraria rectangular y se fijan los canecillos lisos. En el siglo XVII o XVIII se añadió la sacristía, el granero, y quizá, en un momento posterior, el atrio. En 1964, se produce el abujardado de los paramentos. Martín González clasifica este edificio rectangular de capilla mayor con testero curvo, dentro del subtipo de presbiterio muy corto. Relaciona esta iglesia de Cillamayor con San Pelayo de Perazancas, Cabria, Pozancos y Revilla de Santullán. Sin embargo, la cabecera de Cillamayor parece mucho más próxima a San Vicente de Becerril del Carpio. La pila bautismal existente en el templo es moderna sin ninguna originalidad y completamente lisa. Esta pila sustituyó a una original románica (122 cm de diámetro x 96 cm de altura) que se encuentra actualmente en la colección particular de los herederos de don Eugenio Fontaneda, en el castillo de Ampudia. Según Lojendio y Rodríguez, los restos románicos conservados en esta iglesia responden a escuelas comarcales del norte de Palencia, no teniendo conexión estilística con esta pila. Su forma es troncocónica, con gallones en el interior, y se alza sobre un zócalo de piedra con fuerte chaflán que parece de factura moderna. En cuanto a su decoración, que ocupa sólo una parte de la pieza, está formada por curioso entrelazado a modo de laberinto en torno a una cruz que ocupa el centro. A su lado está esculpida la figura de un personaje ataviado con camisa y faldellín, sin rasgos que definan su rostro y con un objeto alargado en una de sus manos. Para Lojendio y Rodríguez esta figura es una alusión al autor, que con la mano izquierda indica cuál es su obra. Esta autoría corresponde a Pedro de Cilla como nos lo indica el epígrafe fácilmente legible que aparece en el otro extremo del entrelazo “PEDRO DE CILLA ME FIZO”. Garbiñe Bilbao identifica al personaje con un diácono portador de un hisopo que señala con su mano la construcción laberíntica, emblema de la Jerusalén Celeste. Tras un breve análisis de estos datos, puede considerarse esta obra dentro del ámbito local más reducido. Su primitivismo es más fruto de una rudeza rústica tardía que indicio de auténtica antigüedad. Esta argumentación encuentra apoyos, en la firma de la pila en castellano y en el estudio comparativo de la indumentaria de la figura humana. Para Lojendio y Rodríguez, estos argumentos les inducen a fechar la pila en el siglo XII, cronología que nos parece demasiado temprana para una pieza como ésta cuyo estilo y tratamiento pudiera muy bien entrar dentro del gótico.