La costruzione della cattedrale di Palencia, nota come "La bella sconosciuta", iniziò nel XIV secolo, sui resti dell’antica cripta di San Antolín, e fu conclusa nel XIV secolo. L’esterno della chiesa è in stile gotico-fiammeggiante. All’interno si possono ammirare elementi in stile gotico-fiammeggiante, isabellino, plateresco e rinascimentale. La pianta è a tre navate con crociera e deambulatorio, fiancheggiate da cinque cappelle absidali. Tutte le volte del tempio sono a crociera. La cappella maggiore conserva una pregevole pala d’altare rinascimentale in cui segnaliamo splendidi dipinti di Juan de Flandes. Nel retrocoro, in stile plateresco, notevole la pala d’altare opera del pittore Jan Joest. Sempre all’interno della cattedrale troviamo il sarcofago della regina Urraca e il sepolcro di Inés de Osorio. Nel museo della cattedrale segnaliamo un dittico di Berruguete e un San Sebastiano di El Greco.