La decisión de levantar una nueva catedral se tomó por fin ya iniciado el siglo xiii.
Como era común en la época, se destruyó el edificio románico (del que solo queda algún resto escultórico) y sobre su solar, ampliado con la demolición de unas viviendas contiguas donadas por el obispo Marino, se levantó la nueva catedral gótica.
Entre los años 1899 y 1911 Lampérez restauró, asimismo, el llamado claustro nuevo, consiguiendo recuperar en lo esencial su forma original.
En el claustro se había sobreedificado un tercer nivel con pequeñas ventanas barrocas que este arquitecto hizo eliminar y, de paso, abrió las ventanas originales del claustro que habían quedado casi cerradas.
Las formas de su nervadura, aparentemente del gótico tardío, se deben a Lampérez.
Este remate fue realizado a mediados del siglo xv por Juan de Colonia.
Menos conocida como Puerta Sacramental, esta portada, abierta en el brazo meridional del transepto y asomada a la Plaza del Rey San Fernando, hecha de piedra, desde la que se accede salvando una pronunciada escalinata, fue construida aproximadamente entre 1230 y 1240.
Está dedicada al tema arcaizante de Cristo en Majestad, aunque empleando una plástica innovadora.
Debajo, separado por un dintel, aparece un Apostolado al completo en pose sedente, atribuido a otro artista francés conocido como el Maestro del Sarmental.
En las jambas laterales se encuentran esculpidas seis figuras, posteriores al resto de la portada, cuatro de las cuales representan a Moisés, Aarón, san Pedro y san Pablo; las otras dos no son fácilmente identificables.
Sus dos cuerpos superiores, estructurados a semejanza del cuerpo central de la Fachada de Santa María, están ocupados por un rosetón y sobre él un conjunto de galería abierta con tres arcos con intradoses calados con triple cuatrifolio y apoyados en maineles frente a los que asoma una estatuaria interpretada como la Divina Liturgia, donde Cristo administra la Eucaristía flanqueado por doce ángeles ceriferarios y turiferarios.
Plenamente gótica, parte de los temas escultóricos prolongan sin embargo la tradición románica.
Sobre el dintel justo encima de la puerta aparece una larga escena en relieve presidida por San Miguel con una balanza pesando las almas; le rodean, a la izquierda, unos demonios que intentan desnivelar a su favor el peso de los pecados, así como los condenados que son conducidos al Infierno, y, a la derecha, una casita con la puerta abierta que representa la entrada al paraíso, en el que ya están unos nobles, un rey, una reina, un monje con capucha y un religioso franciscano, los bienaventurados.
Siguiendo con lo visto en la fachada del Sarmental, el hastial de la Coronería termina en su parte superior con una barandilla formada por arquillos.
El templo, si se excluyen las capillas laterales y las diversas dependencias anejas levantadas en etapas arquitectónicas posteriores, presenta planta de cruz latina, con dimensiones de 84 por 59 metros, que forman tres naves, siendo la central más ancha (11 metros) elevada (25 metros) y estando las laterales fusionadas en la cabecera mediante una girola o deambulatorio, y, cortándolas perpendicularmente, un transepto de una nave orientado en el eje norte-sur.
Hasta el año 1522 las gradas laterales estuvieron emplazadas a ambos lados del presbiterio de la Capilla Mayor.
La obra se derrumbó al ceder sus pilares del lado norte y arrastró consigo varias bóvedas.
Cuatro torres adosadas y rematadas por esbeltas agujas refuerzan el impacto visual del tambor central.
En cada uno de sus ocho lados se abren dos grandes ventanales amainelados que permiten una intensa iluminación del interior.
Esta sorprendente y atrevida solución arquitectónica, además de aligerar peso, permite que la luz cenital se filtre con fuerza e ilumine el trabajo escultórico que se desparrama a su alrededor.
Actualmente la puerta de la Coronería está permanentemente cerrada, y la escalera ha perdido su uso para el tránsito público.
Se trata de una gran construcción que muestra del gótico tardío y la transición del arte gótico al temprano renacentista: Colonia adaptó el solar irregular de la capilla para construir un espacio único cubierto con una bóveda estrellada, octogonal, con su zona central -en torno a la clave principal- calada, de tal modo que entra luz cenital.
Fechada a fines del siglo xiii, atribuida al maestro Juan Pérez, relacionado con la escuela franco-champanesa.
Las laterales representan a Santiago Apóstol (tema recurrente en las pinturas destinadas a clientes españoles) y al mercader mandatario del cuadro, Pedro González de Espinosa, que en un repinte posterior fue transformado en un san Pedro.
Estas tumbas eclesiásticas muestran una rica iconografía muy informativa sobre las costumbres y los ritos funerarios de la época.
Rococó por los cuatro costados, esta sacristía fue objeto de duras críticas por el académico neoclásico Antonio Ponz.
Contiene en el testero un retablo barroco con la talla de San Enrique emperador germánico del siglo xi, santo patrono del prelado mecenas, y presidido por una hermosa talla del Ecce Homo, obra anónima realizada en Amberes hacia el año 1500; esta imagen ya se hallaba en la capilla antes de la reforma y era muy venerada por los burgaleses, sobre todo en tiempos de grandes calamidades.
Durante mucho tiempo esta capilla albergó un confesonario neogótico que fue utilizado por el canónigo penitenciario para las confesiones a los fieles.
Cuenta con varios sepulcros gótico-renacentistas, entre los que destaca, exento, el del fundador, Gonzalo de Lerma, cuyo bulto fúnebre fue esculpido por Felipe Bigarny con gran realismo.
El Archivo está situado sobre la capilla del Corpus Christi y sobre la contigua sala capitular moderna.