Собор построен в готическом стиле на месте вестготской церкви V-VI веков, превращённой маврами после завоевания Пиренейского полуострова в мечеть. После возвращения Толедо христианами в XIII-XV веках шло строительство современного здания собора, который при длине 120 метров, ширине 60 метров и высоте 44 метра, до сих пор является одним из крупнейших храмов Испании.

В соборе хранится множество шедевров — от картин Эль Греко, Караваджо, Тициана и других знаменитых художников до выдающихся образцов средневекового ювелирного искусства.