L'édifice a été construit en lieu et place d'une mosquée almohade à Séville, dans le souci de symboliser, par un monument prestigieux, la prospérité de la capitale andalouse devenue une grande cité commerçante après la Reconquista. Le vendredi 8 juillet 1401, lors de la réunion qui devait décider la construction du monument, Alonso Martinez, l'architecte de cette cathédrale, prononça cette phrase qui décrit bien l'état d'esprit des autorités sévillanes : « Construisons un temple si grand que ceux qui le verront terminé nous prendront pour des fous ! ». Son premier architecte était le maître Carlin, originaire de Normandie. Les bâtisseurs réutilisèrent des éléments et des colonnes de la mosquée et transformèrent en campanile son minaret, la fameuse tour de la Giralda, aujourd'hui devenue le symbole de la ville.

L'intérieur, avec la nef la plus longue d'Espagne, est décoré de façon fastueuse, avec profusion d'ors. Dans le corps principal de l'édifice se distingue le chœur, qui occupe le centre de la nef, avec deux grandes orgues. Il s'ouvre sur la chapelle principale (Capilla Mayor), qui est dominée par le colossal retable gothique comprenant 45 panneaux sculptés représentant des scènes de la vie du Christ. Ce chef-d'œuvre unique et véritablement extraordinaire du sculpteur Pierre Dancart (es) est l'ouvrage de toute une vie et constitue le tableau d'autel le plus grand et le plus riche du monde et l'une des plus somptueuses pièces sculptées de l'art gothique.

À la fin du corps principal se trouve la chapelle royale, construite par l'architecte Hernan Ruiz. Dans cette chapelle, sont enterrés les rois Ferdinand III le Saint et Alphonse X le Sage et la reine Béatrice de Souabe (1205-1235).

La cathédrale possède en outre une collection importante de pièces d'orfèvrerie, de tableaux peints et de statues, ainsi que le tombeau de Christophe Colomb (Séville se disputant avec Saint-Domingue l'honneur d'abriter les restes de l'illustre navigateur).

Elle abrite de plus un ostensoir monumental qui est le plus grand au monde[réf. nécessaire].