Fue construida a lo largo de los siglos XII y XIII.
Se presenta como un templo con planta basilical de tres naves y crucero desarrollado en planta y altura, conformando una cruz latina.
De factura románica en su conjunto, el edificio se remata con bóvedas de transición al gótico.
Entre los maestros que dirigieron la obra, los documentos conservados en el Archivo Catedral mencionan los siguientes: Florín de Pituenga, Casandro Romano, Alvar García, Pedro de la Obra, Juan el Pedrero, Sancho Pedro, Juan Franco o Petrus Petri.
La planta del edificio principal mide 52 metros de larga, 9,20 m. de ancha y 16,70 m. de alta; y las naves laterales 50 x 5,50 x 11,20 metros respectivamente. A ellas corresponden, en lógica proporción, los tres ábsides de la Capilla Mayor y capillas laterales.
El trazado de Santa María de la Sede, o Catedral Vieja, incluía dos
torres a los pies. La de menor altura, la Torre Mocha, destinada a la
defensa del recinto; y la segunda, de mayor altura, la destinada a la
Torre de las Campanas.