Ordoño II va construir el temple al lloc del seu palau reial com a mostra d'agraïment per la derrota dels moriscos a la batalla de San Esteban de Gormaz. Les seves restes van ser enterrades allí. Alfons V va ser coronat en aquest edifici l'any 999. La infanta Doña Urraca, filla de Fernando I, va afavorir la construcció d'un nou edifici de maó i maçoneria, de tres naus acabades en absis. Els vitralls de la Catedral són del segle XIII al XX, i cobreixen una superfície de 1.765 metres quadrats. Sota el seu sòl hi ha hipocausts romans que dificultaven la fixació dels fonaments dels pilars i provocaven la filtració de l'aigua.
