Был заложен в 1221 году как главная достопримечательность королевства Кастилия. Строительство завершилось в XV—XVI веках с добавлением шпилей фасада и капеллы. Собор является наиболее ярким памятником испанской готики. Его гигантская аркада стала атрибутом храмов испаноязычного мира (особенно в Южной Америке).
Строительство собора началось 20 июля 1221 года указом короля КастилииФердинанда III на месте бывшего романского собора. Алтарь был освящён в 1260 году, после чего на протяжении 200 лет строительные работы не проводились. Завершение собора относят к 1567 году, когда был закончен шпиль над основным перекрытием. Главный фасад собора, большая часть которого построена в XIII веке, ориентирован на запад и посвящён Богоматери. Самый древний фасад — южный (1230-е годы), в скульптурной форме на нём изображён Христос в окружении апостолов и ангелов. Восточные апсиды были построены во времена ренессанса (в XV—XVI веках). В одной из них расположена Капелла коннетаблей, где захоронены коннетабль Веласко и его потомки.
В 1919 году в соборе был захоронен испанский национальный герой Сид Кампеадор и его жена Донья Химена. Здесь же с 2007 года находится Тисона — меч, предположительно принадлежавший Сиду. В 1984 году собор был объявлен ЮНЕСКО памятником Всемирного наследия.
В 2012 году была выпущена памятная монета номиналом 2 евро тиражом в 8 млн экземпляров с изображением Бургосского собора[1].