Pierwotnie była to świątynia drewniana zbudowana z polecenia biskupa Roskilde Pedera Sunesena i poświęcona w 1209 r. Od końca XII w. była świątynią kamienną, prawdopodobnie romańską. Odbudowana w stylu gotyckim i powiększona po pożarze w 1316 r. W 1515 r. wieża katedry otrzymała gotycką iglicę. W pierwszych latach reformacji katedra była ostatnim bastionem katolicyzmu w Kopenhadze. W 1530 r. została zdemolowana przez rozwścieczony tłum protestantów. Po wielkim pożarze w 1738 r. odbudowana w stylu baroku niderlandzkiego przez J. F. Rasmusa.