Dédiée à Santa María de la Sede, elle fut fondée au début du XIIe siècle par l'évêque Bérenger. En 1124, le diocèse passe sous l'autorité de l'archevêque de Saint-Jacques-de-Compostelle et non plus de Mérida. On ignore beaucoup sur le déroulement des travaux. Seuls les noms de quelques maîtres d'œuvre ayant dirigé les travaux sont révélés par les archives de la cathédrale : Petrus Petriz, Pedro de la Obra, Sancius Petri, Iohanes Franco... On sait également que les travaux n'étaient pas achevés à la fin du XIIIe siècle. Les travaux commencèrent par le chevet et se poursuivirent par le cloître à partir de 1162 et par le transept vers 1175. C'est à cette époque, en 1174, qu'est pour la première fois attestée l'existence d'une école cathédrale, germe de la future université, qui sera fondée en 1218.