Reformasjonen kom til Estland og Tallinn i 1524. Da ble mange kirker i byen reformert, men Domkirken ble ikke påvirket av dette, og den katolske biskopen i katedralen hadde sin stilling fram til 1561, da den ble luthersk og gjort til hovedkirke for den lutherske kirken. I løpet av det påfølgende århundret, ble noen av kapellene brukt som gravplasser, og medlemmer av menigheten gav en del kunst til kirken, som etter hvert fikk en fin kunstsamling. Alt dette gikk tapt da kirken, sammen med hele bydelen, brant ned 6. juni 1684.