Fünfzehn Jahre nach der Bistumsgründung durch Karl den Großen entsteht 785 die erste Kirche. Nach der Zerstörung durch einen Brand im Jahre 890 wird sie wiederhergestellt.
Beim urkundlich belegten Dombrand im Jahr 1100 werden alle brennbaren Teile der Domanlage mit den Dächern der Türme und des Westwerkes zerstört.
Vieles weist darauf hin, dass unter dem Zisterzienserbischof Adolf von Tecklenburg (1216 bis 1224) der letzte große Neubau des Domes begann. Dieser folgte dem Grundriss des Vorgängerbaus, unter Beibehaltung älterer Teile des Westchores und der Vierung. Zuerst wird das Querhaus ersetzt, dann das Langhaus, das 1272 fertiggestellt wird. Ein Brand-schaden von 1254 erfordert erhebliche Reparaturen. Die Vierung wird neu eingewölbt und die Vierungspfeiler werden verstärkt. Der das Langhaus an Höhe überragende quadratische Chor bildet seit 1270 den Höhepunkt der räumlichen Abfolge des Domes.
Im Jahr 1305 wird im Übergang von der Romanik zur Gotik zur besseren Belichtung und Steigerung der Feierlichkeit eine Fensterrose in die Westfassade eingebrochen
Im Jahr 1453 erfolgt der Einbau der großen spätgotischen Maßwerkfenster des Querhauses. Im 15. Jahrhundert entsteht außerdem der 11-jochige Chorumgang mit zwei ostseitig gelegenen Kapellen.
Im Jahr 1509 wird der romanische Südturm vermutlich aufgrund von Baumängeln und statischen Problemen niedergelegt und zur Aufnahme eines neuen und größeren Glockengeläutes durch einen im Grundriss viermal größeren gotischen Turm mit achtseitiger hoher Spitze ersetzt.
Für den Einbau des spätgotischen Westportals wird 1531 die Taufkapelle, welche sich bis dahin im Westchor befand, an ihren heutigen Standort verlegt.
1664 wird der spätgotischer Lettner zwischen Vierung und Hochchor entfernt und durch perspektivische Gitter ersetzt, die sich heute zu beiden Seiten des Chorumganges befinden.
Im Jahr 1769 wird der gotische Turmhelm des Südturmes entfernt und durch eine kupfergedeckte Barockhaube ersetzt. Im Zuge der Barockisierung erhält der Dom bis 1813 eine vollständig neue Innenraumgestaltung.
Alexander Behnes, der von 1882 bis 1910 für die Erhaltung des Bauwerks verantwortlich ist, lässt etliche Um- und Anbauten vornehmen. Aus dieser Zeit stammen unter anderem wesentliche Ausstattungsstücke des Domes vom Bildhauer Heinrich Seling wie der vergoldete Hochaltar im Chorraum.
Am 13. September 1944 werden bei einem Fliegerangriff durch Brandbomben sämtliche Dächer, Turmhelme und Glockenstühle des Domes zerstört. Die Sicherungs- und Instandsetzungsarbeiten werden erst 1963 abgeschlossen.
Nach der Liturgiereform des Zweiten Vatikanischen Konzils werden Hochchor, Vierung und Querhaus 1970 zum Volk hin geöffnet und die vorhandenen Chorschranken und der Lettner entfernt. Der neue Altar von Elmar Hillebrand (Köln) wird 1970 als Herzstück des Domes im Zentrum der Vierung aufgestellt.
Die letzte umfassende Sanierung und Umgestaltung des Domes erfolgte in den Jahren 1999 bis 2002 mit dem Einbau einer neuen Orgelempore und Windfängen aus Alabasterglas.