Ordoño II construiu o templo no local do seu palácio real como mostra de gratidão por ter derrotado os mouros na batalha de San Esteban de Gormaz. Os seus restos mortais foram ali enterrados. Alfonso V foi coroado neste edifício em 999. A Infanta Doña Urraca, filha de Fernando I, favoreceu a construção de um novo edifício em tijolo e alvenaria, com três naves a terminarem em apses. O vitral da Catedral é do século XIII ao século XX, e cobre uma área de 1.765 metros quadrados. Debaixo do seu chão há hipocausto romano, o que dificultou a colocação das fundações dos pilares e provocou a filtração da água.
