Ambicje arcybiskupstwa kolońskiego wzrosły po wykonaniu relikwiarza Trzech Króli będącym summa wszystkich relikwiarzy, dlatego też nowa katedra miała być summa wszystkich katedr.
Kamień węgielny położył w 1248 arcybiskup Konrad von Hochstaden. Pierwszym budowniczym katedry był mistrz Gerhard. Kolejni budowniczowie znani są także z imion, byli to m.in. Arnold i Johannes. Głównym materiałem do budowy katedry był trachit sprowadzany z Siedmiogórza na wschodnim brzegu Renu. Rezultatem trwających ponad 70 lat prac jest obecne czteroprzęsłowe, poligonalne zamknięte prezbiterium z ambitem i wieńcem wielobocznych kaplic wschodnich (tzw. chevet). Zastosowano tu w pełni formy klasycznego gotyku katedralnego, zarówno w układzie przestrzennym, jak i w formie architektonicznej ściśle podporządkowanej nowym myślom teologicznym. Uroczystego poświęcenia prezbiterium dokonano w 1322.