Constituye un ejemplo muy interesante de la transición del románico al gótico. Al primero pertenecen los fustes y los capiteles de sus columnas; al gótico, sus arcos y ventanales, descubiertos éstos con motivo de su restauración. Sus tres naves se encontraban cubiertas desde el siglo VVIII por espesa capa de cal que al desaparecer, permite admirarla esbeltez de un templo solemne y a la vez, acogedor.
Su construcción dio comienzo en el siglo XIII. En la centuria siguiente se construyó la mayor parte del edificio, que dirigieron los maestros, muy apreciados en su época, Redondo, Diego Díaz, Juan Pérez y Juan Francés.
Conserva sus tres naves, sin ábside, como se indicó al principio. La nave central, es en la que se pueden observar las soluciones arquitectónicas dadas para contrarrestar el empuje de los arcos de la Catedral Nueva.
En el muro que separa las dos Catedrales, se ha colocado un retablo barroco que se utilizaba para hacer la exposición del Santísimo el día del Jueves Santo. Es de estilo barroco portugués y se pueden admirar altos relieves relativos a la Pasión de Nuestro Señor Jesucristo. Coronado todo el retablo, el jarrón y las azucenas, símbolo de la Virgen, a quien estaría dedicado este retablo.
En la hornacina principal se ha colocado un cristo de marfil (finales del s.XVIII) que según Mélida, dice que “fue regalado por la reina María Luisa al obispo D. José Laso”. De factura italianizante, el crucificado aparece con la cabeza levantada. La cruz es de madrea fina con cantoneras y cartela de plata.
A ambos lados de este retablo se han colocado dos ángeles turiferarios que evidentemente no son de este espacio arquitectónico, pero lo embellecen.
La nave de la epístola está dedicada a la Virgen de los Dolores, imagen de ejecución reciente (1959), y la del evangelio al venerado Cristo de los Doctores, imagen gótica primitiva. Ambas esculturas son cobijadas por retablos barrocos.
Corresponde al estilo y época de la catedral antigua: reminiscencias del románico en sus columnas y capiteles, con escenas bíblicas y gótico en los arcos y bóvedas de crucería. Es un bello claustro rectangular, de inspiración cisterciense, que sirve de unión entre ambas catedrales. En su centro se levanta una fuente gótica (s.XV), con armas del Obispo y Cardenal D. Juan de Carvajal.
Si el visitante se detiene en el ala este del claustro podrá observar la unión de las dos catedrales. Los muros de la Catedral Nueva avanzaban en su construcción derribando y utilizando las piedras de la Catedral antigua para consolidar sus muros.
Desde el claustro se puede acceder a una de las sorpresas más agradables de este edificio religioso: la capilla de San Pablo, antigua sala capitular de la Catedral y conocida popularmente como “la torre del Melón”, llamada así por culminar en su exterior con una bola gallonada, remate parecido a un melón abierto. La parte exterior de esta torre está recubierta de escamas de cantería de clara inspiración bizantina. Su interior es de forma cuadrada con cúpula octogonal.
Su configuración recuerda los cimborrios de la Catedral de Zamora, Colegiata de Toro y a la Torre del Gallo de la Catedral de Salamanca.
Esta puerta es un ejemplo depurado del románico final, con arco de medio punto y seis arquivoltas que descansan sobre columnas románicas y capiteles con formas zoomórficas y vegetales. Las jambas terminan en punta de diamante. Encima del arco, en sencilla hornacina, se contempla un grupo escultórico, tallado en piedra, de la Anunciación de nuestra Señora, que aparece también, sobre el espléndido rosetón en pequeña imagen y ante ella un ángel orante.
