Ordoño II bouwde de tempel op de plaats van zijn koninklijk paleis als blijk van dankbaarheid voor het verslaan van de Moren in de slag bij San Esteban de Gormaz. Zijn overblijfselen werden er begraven. Alfonso V werd in 999 in dit gebouw gekroond. De Infanta Doña Urraca, dochter van Fernando I, gaf de voorkeur aan de bouw van een nieuw gebouw in baksteen en metselwerk, met drie schepen die eindigen in apsissen. Het glas-in-lood in de kathedraal is van de 13e tot de 20e eeuw en beslaat een oppervlakte van 1.765 vierkante meter. Onder de vloer bevinden zich Romeinse hippocaustes, die de fundering van de pilaren bemoeilijkten en waterafvoer veroorzaakten.
