Ze względu na swoje strategiczne położenie dominujące nad rzeką Duero, klasztor od początku pełnił funkcje obronne. Jego rola militarna stała się kluczowa podczas inwazji francuskiej w 1809 roku oraz przede wszystkim podczas oblężenia Porto w latach 1832–1833. Wówczas klasztor, jako jedyna twierdza liberałów na południowym brzegu rzeki, był kluczowym punktem oporu i stanowiskiem artyleryjskim. Po kasacie zakonów w Portugalii w 1834 roku, kompleks został formalnie przekazany armii i przekształcony w koszary, którą to funkcję częściowo pełni do dziś.
Architektura Klasztor Serra do Pilar jest arcydziełem architektury klasycystycznej, inspirowanym włoskim renesansem. Jego wyjątkowość polega na zastosowaniu idealnego, okrągłego planu w dwóch głównych przestrzeniach: kościele i krużganku, które są ze sobą połączone.
Kościół – wzniesiony na planie koła, jest przykryty masywną, półkolistą kopułą. Jego wnętrze jest opasane przez szesnaście pilastrów w porządku korynckim. W prezbiterium znajduje się pozłacany, drewniany ołtarz w stylu manierystycznym. Krużganek – również zbudowany na planie koła, otoczony jest galerią wspartą na 36 kolumnach w porządku jońskim.