La Catedral se erige sobre el lugar en el que anteriormente los visigodos habían edificado la basílica de Santa María la Mayor, mientras que los musulmanes hicieron lo propio con su Mezquita Mayor.
Su construcción comenzó en el año 1226, siendo rey Fernando III y arzobispo de Toledo Rodrigo Jiménez de Rada. El primero en dirigir las obras fue un tal maestro Martín, del que poco o nada conocemos, siendo relevado al poco tiempo por Pedro Pérez según reza en una lápida conservada en el propio templo. Su construcción finalizó en el año 1492 si tomamos como fin el cierre de su última bóveda.