Uno de los primeros lugares en los que trabajó Andrés de Vandelvira fuera de Alcaraz fue en el Monasterio de Uclés, que era la sede de la Orden de Santiago. Llegó allí en 1530, con apenas 25 años, y aparece documentado como cantero trabajando en la cabecera del templo. En aquel momento trabajaba a las órdenes de Francisco de Luna, cantero, y quien acabaría siendo su suegro al casarse con su hija Luisa de Luna.
Entre 1529 y 1550 se construyeron el refectorio, la cabecera de la iglesia y la sacristía. La cabecera es de estructura gótica, pero ofrece algunas novedades ornamentales, como tondos y nichos enmarcados por balaustres en los contrafuertes.
Otro de los lugares donde pudo participar fue la sacristía, un espacio formado por dos naves en forma de ángulo recto, que están unidos por un arco de medio punto y se abre con bóvedas de crucería planas. Las ventanas y el arco se encuentran decorados con relieves realizados en piedra.
Por otra parte, sabemos por documentación publicada por Enrique Herrera Maldonado y Juan Zapata Alarcón (y ampliada por Pedro Porras Arboleda) que durante su estancia en Uclés Andrés de Vandelvira se vio envuelto en un proceso judicial con Tomás de Ribera juez pesquisidor de la villa ucleseña. El motivo de este pleito vino porque dicho magistrado irrumpió en el monasterio el 24 de marzo de 1530 ya que pensaba que allí se escondían fugitivos de la cárcel de la villa. Al llegar allí y no dejarle entrar el mayordomo hasta que llegase el prior enfureció y lo golpeó, momento en el que intervino el maestro alcaraceño diciéndole que este no tenía culpa de nada. El juez lo tomó como una ofensa, mandó a Vandelvira a la cárcel y después lo paseó sobre un asno y amordazado. Debido a esto, tanto el prior del monasterio como el joven arquitecto iniciaron un proceso contra el magistrado. Esto marcó la corta estancia del maestro en Uclés.