La construction de l'ancienne cathédrale fut décidée par le roi Alphonse Henriques, à l'époque où Coimbra se trouvait à la frontière du monde chrétien et du monde musulman. Ceci explique son allure de forteresse couronnée de merlons. Cette cathédrale, la première du pays, fut érigée entre 1140 et 1175 par deux Français, Bernard et Robert, d'où des ressemblances avec les églises romanes auvergnates et clunisiennes. Au fil des siècles, d'autres éléments sont venus s'ajouter, comme le portail nord Renaissance.