הצד החיצוני של קתדרלת וולס מציג מראה מסודר יחסית והרמוני שכן רוב הבניין נבנה בסגנון אחד, גותי אנגלי מוקדם. מראה נדיר בין הקתדרלות האנגליות שבהן חלקן החיצוני בדרך כלל מציג שפע של סגנונות. שינויים מאוחרים יותר בקתדרלת ולס בסגנון הניצב ייושמו בכל מקום, כדוגמת מילוי החלונות המחודדים של הסגנון האנגלי המוקדם בתחרת אבן פשוטה, בניית מעקה שמקיף את הגג, ותוספת הצריחונים הממסגרים כל גמלון, דומים לאלו סביב בית מועצת הקתדרלה ועל החזית המערבית. בקצה המזרחי יש שפע של תחרת אבן שבה מוטיבים חוזרים בסגנון המרושת, שלב בין תחרת האבן הגאומטרית לתחרת האבן של הקישוט הזורם.
החזית המערבית.
גובה החזית המערבית כ-30 מטרים ורוחבה 45 מטרים והיא בנויה מאבן גיר אואוליתית מיורה התיכון שמקורה במחצבת האבן דולטינג (Doulting Stone Quarry), כ-13 קילומטרים ממזרח לקתדרלה. היסטוריון האדריכלות אלק קליפטון-טיילור כינה אותה "אחת מהמראות הגדולות ביותר של אנגליה".
לחזיתות מערביות יש בדרך כלל שלוש צורות מובחנות: אלו העוקבות אחרי גובה הספינה המרכזית והספינות המשניות, אלו שיש להן זוג מגדלים בקצה כל אחת מהספינות המשניות, הממסגרים את הספינה המרכזית, ואלו המסתירות את צורת המבנה. החזית המערבית של ולס, היא בצורת זוג המגדלים, אבל היא יוצאת דופן בכך שהמגדלים אינם מציינים את מיקומם של הספינות המשניות, אלא מתרחבים מעבר להן, מסווים את הממדים ואת פרופיל המבנה.
החזית המערבית מתרוממת בשלושה שלבים מובחנים, כל אחד מוגדר היטב על ידי פס אופקי. דגש אופקי זה מנוטרל על ידי שש תמיכות עבות בולטות המגדירות את החתך של הספינה המרכזית, הספינות המשניות והמגדלים והן מעוטרות מאוד, בכל אחת יש גומחות מחופות המכילות את הפסלים הגדולים ביותר בחזית.
במפלס התחתון של החזית נמצא בסיס פשוט, המייצב את הארקדות המקושטות המתרוממות מעליו. בבסיס יש שלושה פתחי דלתות, שהם בניגוד מוחלט לשערים המרשימים של הקתדרלות הגותיות הצרפתיות. שתי הדלתות הצדדיות הן בגודל של דלתות ביתיות, והדלת המרכזית מקושטת רק באמצעות עמוד מרכזי, קווטרפויל ופסי הקישוט שעל הקשת המחודדת.
מעל הבסיס מתנשאות שתי קומות של ארקדות המקושטות בקווטרפוילים וגומחות שהכילו במקור כארבע מאות פסלים, שכשלוש מאות שרדו עד אמצע המאה ה-20. מאז שופץ חלקם או הוחלף, כולל הדמות ההרוסה של ישו בגמלון.
השלבים השלישים של מגדלים באגפים נבנו בסגנון הניצב של שלהי המאה ה-14, על פי תוכנית של ויליאם וינפורד. בניית המגדל הצפון-מערבי לא החלה לפני 1425. העיצוב משמר את הפרופורציות הכלליות וממשיך את ההבלטה החזקה של התמיכות.
על המוצר המוגמר נמתחה ביקורת שאין בו צריחים, וייתכן שהכוונה הייתה שצריחים, שמעולם לא נבנו, יתנשאו מהמגדלים. למרות היעדר צריחים או צריחונים, תיאר אותה היסטוריון האדריכלות בניסטר פלצ'ר (Banister Fletcher) כ"ההתפתחות העילאית של הסגנון הגותי האנגלי בסוג זה של חזית".
איקונוגרפיה של החזית המערבית.
הפסלים בחזית המערבית בוולס כוללים דמויות עומדות, דמויות יושבות, מלאכים בחצי הגובה וסיפורים בתבליט הגבוה. רבות מן הדמויות הן בגודל טבעי או גדול יותר, ויחדיו הן מהוות את התצוגה הטובה ביותר של תגליפים מימי הביניים באנגליה. הדמויות ורבים מהפרטים האדריכליים נצבעו בצבעים בהירים, וניתן להסיק על תכנון הצבעים המקורי מפתיתי צבע שעדיין דבוקים לכמה משטחים. הפסלים מוצבים על פני תשעה אזורים אדריכליים המתפשטים אופקית על פני כל החזית המערבית ומסביבה בצדדים, ובשוליים המזרחיים של המגדלים המשתרעים מעבר לספינות המשניות. בתמיכות החזקות הבולטות יש קומות של גומחות המכילות רבות מהדמויות הגדולות ביותר. דמויות גדולות אחרות, כולל זו של ישו, הוצבו בגמלון. דמות אחת ניצבת באחת משתי גומחות מאוחרות יותר גבוה במגדל הצפוני.
בשנת 1851 פרסם הארכאולוג צ'ארלס רוברט קוקרל (Charles Robert Cockerell) ניתוח של האיקונוגרפיה, שמנה את תשע החטיבות הפיסוליות מהנמוך ביותר לגבוה ביותר. הוא הגדיר את התמה של הפסלים כ"לוח שנה לבורים" הממחיש את הדוקטרינות וההיסטוריה של האמונה הנוצרית, את הגעתה לבריטניה ואת ההגנה עליה על ידי נסיכים ובישופים. הוא משווה את הסידור והאיקונוגרפיה לטה דאום.
על פי קוקרל, הצד של החזית מדרום לדלת המרכזית הוא הקדוש יותר ותוכנית הפיסול מחולקת בהתאם. הגומחות בחלק הנמוך ביותר הכילו דמויות עומדות, וכולן נהרסו מלבד ארבע דמויות, שתיים מכל צד. פסלים נוספים שרדו בצד הצפוני והמזרחי של המגדל הצפוני. קוקרל סבור כי אלה שמדרום לשער מייצגים את הנביאים והאבות של הברית הישנה, ואילו אלה שמצפון לשער ייצגו את המיסיונרים הראשונים שהגיעו לבריטניה, שמתוכם ניתן לזהות את אוגוסטינוס מקנטרברי, בירינוס הקדוש ובנדיקטוס ביסקופ באמצעות סמלי הקדושים שלהם. בחטיבה השנייה, מעל כל זוג דמויות, יש קווטרפוילים המכילים תבליטים של מלאך בחצי גובה, שחלקם שרדו. בין גמלוני הגומחות שזורים סדרה של סיפורי עלילה מהביבליה, כשסיפורי התנ"ך בצד הדרומי, מעל הנביאים והאבות, ואלה מן הברית החדשה בצד הצפוני. בין חטיבה זו לבאה אחריה מפריד פס אופקי רצוף לרוחב כל החזית המערבית.
מעל לפס, חטיבות ארבע וחמש, על פי החלוקה של קוקרל, כוללות דמויות המייצגות את הכנסייה הנוצרית בבריטניה. בדרום, באמצעות הרועים הרוחניים כדוגמת בישופים, אבות מנזרים, אימהות מנזרים והמייסדים הקדושים של המנזרים, ובצפון, באמצעות מלכים, מלכות ונסיכים. רבות מן הדמויות שרדו ורובן זוהו באמצעות סמלי הקדושים שלהם. בחלק העליון ביותר הצמוד לפס המפריד העליון יש סדרה של גומחות קטנות המכילות פסלים הקפואים בתנועה של מתים היוצאים מקבריהם ביום הדין. אף שהם עירומים, ניתן לזהות את חלקם כמלכים על פי הכתר שעל ראשם ואחרים כבישופים על פי מצנפת הבישוף. פניהם של חלק מהיוצאים מקבריהם מביעים שמחה ותקווה ואילו אחרים מביעים ייאוש.
הגומחות בחלק התחתון של הגמלון מכילות תשעה מלאכים, שמתוכם זיהה קוקרל את מיכאל, גבריאל, רפאל ואוריאל. בחטיבה הבאה ניצבים הדמויות הגבוהות של שנים עשר השליחים, חלקם כמו יוחנן בן זבדי, אנדראס הקדוש וברתולומאוס הקדוש ניתנים לזיהוי בקלות על פי סמלי הקדושים שלהם. הגומחות העליונות ביותר בגמלון הכילו את דמותו של ישו השופט במרכז, כשהבתולה מרים מימינו ויוחנן המטביל משמאלו. הדמויות נפגעו מאיקונוקלאזם. פסל חדש של ישו גולף עבור הגומחה המרכזית, אבל שתי הגומחות הצדדיות מכילות כיום כרובים. ישו והבתולה מרים מיוצגים גם על ידי הדמויות חסרות הראש כיום בסיפור הכתרת הבתולה בגומחה שמעל לשער המרכזי. תבליט שניזוק של הבתולה וישו הילד נמצאים בקווטרפוילים שבספנדרל של הדלת.
מגדל המצלב.
בניית המגדל המרכזי מתוארכת לתחילת המאה ה-13. הוא שופץ בצורה משמעותית בתחילת המאה ה-14 במהלך העיצוב מחדש של הקצה המזרחי, מה שחייב לחזק את העמודים התומכים במצלב מתחת למגדל עשור אחר-כך, או מאוחר יותר. במאה ה-14 נוסף למגדל צריח הבנוי מעץ ועופרת שנשרף ב-1439. בעקבות כך עוצבה מחדש החיצוניות של המגדל בסגנון הניצב ונוספו לו המעקות והצריחונים. אלק קליפטון-טיילור מתאר אותו כ"יוצא דופן אפילו בסאמרסט, מחוז המפורסם בהדר של מגדלי כנסיותיו".
השער הצפוני.
השער הצפוני תואר על ידי היסטוריון האומנות ניקולאוס פווזנר (Nikolaus Pevsner) כ"מקושט להפליא" (sumptuously decorated), ונועד לשמש ככניסה הראשית. מבחוץ הוא פשוט ומלבני כשקירותיו הצדדים ללא קישוט. הכניסה היא שער קשת מחודדת גבוהה הממוסגר על ידי פסים עשירים של שמונה עמודי תמך עם כותרות בסגנון העלה הנוקשה שכל אחד מוקף בפסים (Annulet) באמצע הגובה. אלו שמשמאל מעוטרים בדמויות המייצגות את המרטיריות של אדמונד, מלך מזרח אנגליה הקירות מרופדים בגומחות עמוקות הממוסגרות על ידי עמודי תמך צרים עם כותרות ופסים כמו אלו של השער.
קלויסטר.
הקלויסטר נבנה בשלהי המאה ה-13, ונבנה כמעט לגמרי מחדש בין 1430 ל-1508. ויש בו פתחים רחבים המחולקים על ידי חלונות ביפוריים וטרנסומים ותחרת אבן בסגנון הגותי הניצב. התקרה היא קמרון צלעות בסגנון לירן. החיבורים בין כל צלע לצלע מעוטרים בקישוט (באנגלית Boss). הקטע המזרחי של הקלויסטר הוא בן שתי קומות, שבהן העליונה היא משכן לספרייה שנבנתה במאה ה-15.
משום שקתדרלת ולס הייתה חילונית ולא מנזרית, לא היה לקלויסטר משמעות מעשית. בקתדרלות חילוניות אחרות לא נבנו קלויסטרים, אבל הם נבנו כאן ובצ'יצ'סטר. ההסברים לבנייתם בשתי הקתדרלות החילוניות נעים מאתר לתהלוכות ועד לסיבה אסתטית. כמו בצ'יצ'סטר, אין לקלויסטר צד צפוני. בקלויסטרים של מנזרים שימש הצד הצפוני של הקלויסטר, שנהנה יותר מהצדדים האחרים מהשמש החורפית, לעיתים קרובות כסקריפטוריום.
שיקום.
ב-1969, כאשר גוש גדול של אבן נפל מפסל בסמוך לדלת הראשית, היה ברור שיש צורך דחוף בשיקום החזית המערבית. בפיקוח האדריכל של הקתדרלה, אלבן קארו (Alban D. R. Caroe), נערכו מחקרים מפורטים של העבודות באבן ושיטות שימור, והוקמה ועדת שימור. השיטות שנבחרו לשימור היו אלו שתוכננו על ידי איב ורוברט בייקר (Eve and Robert Baker). ברט וילר (Bert Wheeler), שפיקח על העבודות בקתדרלה בשנים 1935–1978, ערך ניסויים בעבר בשטיפת התגליפים האדריכליים שעל הבניין ובטיפול בהם והטכניקות שלו היו בין אלו שנוסו על הפסלים.