La catedral se construye en el siglo XII sobre los restos de la antigua Mezquita del siglo IX que se había reformado en la segunda mitad del X,
Se iniciaron las obras de la catedral hacia 1168 durante el reinado de Sancho VI el Sabio (1132-1150-1194) en 1186 se documentan las obras del claustro románico.
La dedicación de la iglesia tuvo lugar en 1188 y fue consagrada el ara del altar de la cabecera en 1204, en tiempos de Sancho VII el Fuerte (1154-1194-1234).
La construcción del templo protogótico siguió esquemas franceses de Languedoc, pero son notables las influencias cistercienses, por lo que la decoración es escasa.
Está documentado que las obras seguían en la segunda mitad del siglo XIII en tiempos de Teobaldo II de Navarra Champagne (1238-1253-1270).
Las bóvedas no fueron cerradas hasta muy avanzado el siglo XIV o bien se practicó entonces una reestructuración de las cubiertas, al menos en la parte central de la nave.
Inicialmente fue concebido el edificio como Colegiata de Santa María figurando así hasta 1784 en que fue elevada a la dignidad de Catedral por el pontífice Pío VI (1775-1799) a instancias de Carlos III el Noble (1361-1387-1425).
Presenta planta de tres naves – más amplia la central – con cuatro tramos, siendo éstos cuadrados en las naves laterales y rectangulares en la central.
El crucero consta de cinco tramos, con el central cuadrado, y cabecera de profundo ábside central en hemiciclo entre pares de capillas semicirculares y cuadradas.
Tanto las naves como el crucero se cubren con bóvedas de crucería de nervios trebolados que se separan por potentes arcos fajones apuntados con baquetones en sus esquinas.
En el primer tramo del ábside mayor se utiliza bóveda de cañón, volteando sobre la cabecera una bóveda gallonada pentagonal.
Las capillas absidales intermedias se cubren con bóveda de cañón apuntado y las de los extremos con bóvedas de crucería.
Los alzados de las naves se definen por arcadas apuntadas de arquivolta exterior que montan sobre grandes pilares cruciformes a los que se añaden columnas en los frentes y codillos. Sobre las arcadas de la nave central y aprovechando la diferencia de altura con las naves laterales se abren ventanas dobles apuntadas con óculo superior.
El distinto estilo de los capiteles – único elemento decorativo utilizado en la austeridad cisterciense – indica que la nave central en una primera etapa se construyó hasta los arcos, correspondiendo el resto de los alzados y las cubiertas a una fase posterior.
En las obras de restauración de la catedral se pusieron al descubierto los enterramientos.
Al exterior, muros de buena sillería rematados con modillones en la parte superior, en su mayor parte aprovechados de la primitiva mezquita.
La catedral de Santa María la Mayor de Tudela, se remata con una torrecilla gótica llamada «Auxa» a la derecha de la Puerta del juicio y otra gran torre renacentista de ladrillo a la izquierda.
La catedral dispone de tres portadas que se sitúan en los muros hastiales de los brazos del crucero (puertas norte llamada de Santa María y sur llamada de la Virgen) y de la nave central (puerta del Juicio): La consagración del retablo se hizo el 11 de junio de 1494, por el obispo don Guillermo, Vicario del de Tarazona en Tudela.
Puertas
Capillas
- Capilla de la Virgen de la Esperanza
- Capilla de San Joaquín
- Capilla de San Martín
- Capilla de la Soledad (o de la Dolorosa)
- Capilla de Santa Ana
- Capilla de San Antonio (o del Monumento)
- Capilla de Santo Tomás de Villanueva
- Capilla del Santo Cristo Crucificado
- Capilla de San Pedro
- Capilla de San José
- Capilla de la Purificación de Nuestra Señora (o Virgen del “Pajarico”)
- Capilla de San Juan Evangelista (actualmente llamada de la Virgen Blanca)
- Capilla del Espíritu Santo
- Capilla de San Dionís (antigua Escuela de Cristo)