1152 machte man sich daran, eine große Kathedrale nach westeuropäischem Vorbild als Sitz des norwegischen Erzbischofs zu errichten, zunächst im anglo-normannischen Stil, dann in einem romanisch-gotischen Übergangsstil. Große Fortschritte machte der Bau unter Erzbischof Øystein Erlendsson (Amtszeit 1157/61–1188). Nach seiner Rückkehr von einer Englandreise wurde 1185 am östlichen Ende des Chors die achteckige Kapelle (das „Oktogon“) für den Olavsschrein errichtet. Erzbischof Sigurd Eindridesson (Amtszeit 1231–1252) legte 1248 den Grundstein für die zweitürmige Westfront. 1320 war die Kathedrale im Wesentlichen vollendet.