Ordoño II zbudował świątynię na miejscu swojego pałacu królewskiego jako wyraz wdzięczności za pokonanie Maurów w bitwie pod San Esteban de Gormaz. Jego szczątki zostały tam pochowane. Alfons V został koronowany w tym budynku w 999 roku. Infantka Doña Urraca, córka Fernanda I, opowiedziała się za budową nowego budynku z cegły i muru, z trzema nawami zakończonymi absydami. Witraże w katedrze pochodzą z okresu od XIII do XX wieku i zajmują powierzchnię 1765 metrów kwadratowych. Pod jej posadzką znajdują się rzymskie hipokausty, które utrudniały osadzenie fundamentów filarów i powodowały przesiąkanie wody.
