La cathédrale se dresse à l'emplacement même de la Grande mosquée du XII^e siècle, dont est aujourd'hui conservé le minaret, connu sous le nom de la Giralda en raison de la girouette qui orne son sommet depuis le XVI^e siècle. La cour des Ablutions et l'actuelle porte du Pardon font également partie de l'ancienne mosquée. Elle fut convertie en église chrétienne après la conquête de la ville par Ferdinand III de Castille en 1248. Ses étapes de construction traversent les périodes mudéjare, gothique, Renaissance, baroque et néoclassique. L'entrée de la cathédrale se trouve sur la place Virgen de los Reyes. Elle possède cinq vaisseaux (le principal fait 36 mètres de haut) et un plan rectangulaire de 116 mètres de long sur 76 de large. La hauteur maximale est atteinte au niveau du transept, de 40 mètres. Le grand retable, élaboré en plusieurs phases, a été réalisé par des auteurs tels que les frères Jorge Fernández Alemán et Alejo Fernández, Roque Balduque, Pedro Millán, Juan Bautista Vázquez el Viejo et Pedro de Heredia. La salle capitulaire, de facture Renaissance, date de la seconde moitié du XVI^e siècle. La grande sacristie est de style plateresque. La dépouille de Christophe Colomb est conservée dans cette église.