Die Kathedrale nimmt den Standort der Hauptmoschee aus dem 12. Jahrhundert ein. Von dieser ist noch das Minarett erhalten, das aufgrund einer im 16. Jahrhundert angebrachten Wetterfahne La Giralda genannt wird. Ebenfalls von der früheren Moschee stammen der Hof der Waschungen und das heutige Tor Puerta del Perdón. Nach der Eroberung der Stadt durch Ferdinand III. von Kastilien wurde das Gotteshaus 1248 christlich. Die unterschiedlichen Bauphasen lassen mudéjare, gotische, Renaissance-, barocke und klassizistische Elemente erkennen. Der Eingang der Kathedrale befindet sich am Plaza de la Virgen de los Reyes. Das Mittelschiff der insgesamt fünfschiffigen Kirche ist 36 Meter hoch, der rechteckige Grundriss misst 116 Meter in der Länge auf 76 Meter Breite. Die maximale Höhe der Vierung beträgt 40 Meter. Der Hochaltar wurde in mehreren Etappen fertig gestellt. Daran beteiligt waren die Brüder Jorge Fernández Alemán und Alejo Fernández, Roque Balduque, Pedro Millán, Juan Bautista Vázquez der Ältere und Pedro de Heredia. Der Kapitelsaal im Stil der Renaissance ist aus der zweiten Hälfte des 15. Jahrhunderts. Die Hauptsakristei ist plateresk. Die Gebeine von Christoph Kolumbus ruhen in der Kathedrale.