Por sorprendente que parezca, el retraso hasta tiempos tan recientes en la construcción de una catedral en la capital puede atribuirse en gran medida a que Madrid formaba parte de la archidiócesis de Toledo, que se resistía a renunciar a ella.
Sin embargo, los planes para la construcción avanzaron cuando el Papa León XIII separó la capital de Toledo en la creación de la Diócesis de Madrid-Alcalá. Hasta que se terminó el actual edificio, la Catedral se alojó provisionalmente en la iglesia del Colegio de los Jesuitas de San Isidro. Alumeda fue finalmente consagrada en 1993 por el Papa Juan Pablo II, y sigue siendo la única catedral española que ha sido consagrada por un Papa.
La catedral está consagrada a Santa María de la Almudena, nombre de origen árabe: al mudayna, que significa "el castillo". Cuenta la leyenda que en el siglo VIII, cuando los moros invadieron la fortaleza donde ahora se encuentra Madrid, el pueblo escondió una imagen de la Virgen en las murallas de la ciudad, y sólo cuando ésta fue reconquistada en el siglo XV se derrumbó un muro para revelar de nuevo su presencia. Algunas versiones sugieren que el legendario Cid encontró la imagen en la muralla y la Virgen le ayudó a retomar la ciudad.
El edificio es una mezcla de estilos con un exterior neoclásico, un interior de estilo gótico y una cripta neorrománica. Está construida en granito y mármol, con una gran cúpula neoclásica y dos torres en la entrada principal. La Catedral de Santa María la Real de la Almudena se encuentra junto al Palacio Real, separada de éste por una amplia plaza, la Plaza de la Armería.
Inusualmente para una iglesia, no está orientada al este y al oeste, sino que tiene su orientación al norte y al sur, ya que fue concebida originalmente como parte integrante del complejo del Palacio Real. Una segunda entrada, en la calle Bailén, tiene unas impresionantes puertas de bronce del escultor Sanguino, que representan el descubrimiento de la imagen de la Virgen.
