Ordoño II. errichtete den Tempel an der Stelle seines königlichen Palastes als Zeichen der Dankbarkeit für den Sieg über die Mauren in der Schlacht von San Esteban de Gormaz. Seine sterblichen Überreste wurden dort beigesetzt. Alfonso V. wurde 999 in diesem Gebäude gekrönt. Die Infantin Doña Urraca, die Tochter von Ferdinand I., befürwortete den Bau eines neuen Gebäudes aus Backstein und Mauerwerk mit drei Schiffen, die in Apsiden enden. Die Glasmalereien in der Kathedrale stammen aus dem 13. bis 20. Jahrhundert und bedecken eine Fläche von 1 765 Quadratmetern. Unter dem Fußboden befinden sich römische Hippokausten, die das Setzen der Pfeilerfundamente erschwerten und eine Wasserfiltration verursachten.
