La reconstruction de Notre-Dame sur les fondations du XIe s. (long. tot. : h.-o. : 110 m) commence par la façade (1150-60), se poursuit par l’abside et la croisée romanes (1189-1200), puis par les bras nord (1200-1228) et sud (1230-1235, haut. : 27 m) gothiques, enfin par la nef (deux campagnes :1256-61/1265-75).
La façade répond à plusieurs projets de 1277 à 1400 et sa tour s’achève de1399 à1490 (142 m). La chapelle Sainte-Catherine sud est ajoutée en 1338-1349, le portail Saint-Laurent nord en 1494-1505, puis la chapelle Saint-Laurent. La Réforme détruit en partie le mobilier.
Incendies aux combles (1298, 1568, 1759, 1870). Jubé démoli en 1681. La Révolution mutile l’aménagement intérieur et la statuaire. G. Klotz mène les restaurations de 1837 à 1880 (tour néo-romane centrale : 1874). La large nef (32 m) de style rayonnant s’inspire de Saint-Denis.
La technique de la paroi murale dédoublée en « harpe » se déploie avec faste en façade ouest. Horloge astronomique (1574), parure complète de vitraux (XIIe-XIVe), musée de l’oeuvre (sculptures, dessins médiévaux, jubé), portails, boutiques néo-gothiques (XVIIIe s.) bordant la nef.