A origem desta construção remonta a inícios do século XIII quando o bispo D. Maurício é incumbido de ir buscar a noiva do rei Fernando II, a princesa Beatriz da Suábia. Esta longa viagem pela França e Alemanha, numa época em que estavam a ser construídas a maior parte das catedrais góticas, deve ter despertado no prelado o desejo de substituir a pobre catedral primitiva de Burgos, por um monumento digno de ser a principal igreja de Castela. Inaugura-se, desta forma, uma das realizações máximas do gótico hispânico, caracterizada por uma nova profusão ornamental que se vai desenvolver ao longo dos séculos. Foi ampliada com o claustro e numerosas capelas, entre as quais se destaca a do Condestável (séc. XV) e da Santa Tecla (séc. XVIII). As agulhas da fachada principal datam do séc. XV e o zimbório do séc. XVI.
O desenho da fachada principal está relacionado com o mais puro gótico francês das catedrais de Paris e Reims. A construção articulou-se em duas partes. Primeiro, foram erguidas as três naves, o transepto e a capela-mor com deambulatório e capelas radiais, projectadas por arquitectos locais que se basearam em exemplos franceses, sobretudo no modelo de Bourges. De seguida, no decorrer do século XV, é edificada a fachada, com dois altos pináculos requintadamente lavrados.
Infelizmente, no século XVIII, as esculturas góticas dos portais da fachada principal foram retiradas e substituídas por estas portas em estilo neoclássico.