La costruzione iniziò nel 1401, sul terreno lasciato libero dalla demolizione della vecchia moschea Aljama di Siviglia.

Fasi della costruzione Almohadi (1172-1248). Alla fine del lungo processo di costruzione della città, sorse la moschea di Al-Moharrem della penultima capitale andalusa, tra l'aprile del 1172 ed il 19 marzo 1198, terminando con l'inaugurazione del 30 aprile 1182. L'architetto fu Ahmad Ben Baso. Mudéjar (1248-1433). Dal 23 novembre 1248 la moschea, chiamata grande moschea, passò sotto il controllo dell'arcidiocesi che comprendeva il Regno di Siviglia. In questo periodo, che corrisponde all'uso cristiano degli edifici musulmani di fine XIV secolo, la moschea venne demolita per permettere la costruzione della cattedrale. Gotico (1433-1528). La moschea iniziò ad essere demolita nel 1433, e subito dopo i maestri Ysambret e Carlín iniziarono la costruzione di un tempio gotico, austero e rigoroso, consacrato, ancora incompleto, nel 1507. Il progetto originale non subì modifiche nonostante che per la sua costruzione ci siano voluti 75 anni. Particolare dell'esterno Tomba di Cristoforo ColomboRinascimento (1528-1593). Corrisponde al periodo iniziato nel 1528, in cui vennero aggiunte una serie di dipendenze tra cui gli annessi al tempio gotico. Diego de Riaño progettò le sacrestie, la Sacristía de los Cálices e la Sacristía Mayor. Hernán Ruiz ingrandì le torri in stile classico, spaziando dal plateresco al manierismo; dichiarò i lavori conclusi nel 1593, al tempo di Asensio de Maeda. Barocco (1618-1758). Corrisponde quasi esclusivamente alla costruzione della canonica del Santuario, i cui lavori durarono dal 1618 al 1663, restando incompiuti; a questo edificio si accompagnarono una serie di piccoli aggregati nello stesso stile, davanti alla facciata occidentale, e numerosi arredi quali l'organo e gli arredi per l'altare. Gli architetti più importanti di questo periodo furono Pedro Sanchez Falconete e Diego Antonio Diaz. Accademica (1758-1823). Si tratta di lavori in stile neoclassico, svolti per cultura locale o sotto l'imposizione dell'accademia madrilena. Inoltre vennero aggiunti altri arredi, una serie di dipendenze all'angolo sud-occidentale dell'edificio; si iniziò quindi il processo di "monumentalizzazione", con l'eliminazione, tra il 1762 ed il 1797, degli edifici che la univano al piccolo villaggio. Gli architetti furono Manuel Núñez e Fernando de Rosales. Neogotico (1825-1928). In questo periodo ci si dedicò alla riparazione delle opere gotiche rovinate e al completamento delle parti incompiute delle fasi precedenti; in particolare, tra il 1895 e il 1917 vennero completati i portali ad opera di Adolfo Fernández Casanova. Nella prima decade del XX secolo continuò il lavoro di restauro, attraverso un'opera di pulizia stilistica, che proseguì nella separazione dei vari stili usati. Lo stesso Fernando de Rosales iniziò questa fase che venne completata da Javier de Luque.