La première cathédrale ou mater ecclesiae fut peut-être érigée par saint Amâtre (386-416). Incendiée, elle fut reconstruite au IXe siècle par l'évêque Hérifride, puis à nouveau détruite par les flammes un siècle plus tard.
De la cathédrale romane, construite dans la première moitié du XIe siècle par Hugues de Chalon, il ne reste que la crypte. Elle fut remplacée par la cathédrale gothique actuelle bâtie à l'initiative de l'évêque Guillaume de Seignelay. Les travaux s'achevèrent trois siècles plus tard et, en 1543, on consacra l'un des plus beaux édifices gothiques de France. Un temps déchristianisée pendant la révolution, elle fut rouverte au culte catholique en 1795.
Cet édifice majestueux, implanté au centre de la cité médiévale, témoigne de la puissance de l'évêque. Véritable catéchisme de pierre, les portails illustrent les grands épisodes de l'Ancien et du Nouveau testament : la Genèse et le périple de Noé (au nord) ; le salut et saint Jean Baptiste (au sud) ; le Jugement dernier (au centre).
Les tympans des transepts célèbrent les deux grands saints les plus vénérés à Auxerre : saint Étienne au sud et saint Germain au nord.
Les grilles du chœur ont été réalisées au XVIIIe siècle, de même que des ornements d'autel, sur les dessins de Claude-Nicolas Ledoux. celui-ci, avant de devenir le célèbre architecte des octrois de Paris et de la saline Royale d'Arc-et-Senans, fut architecte des eaux et Forêts et restaura un grand nombre d'églises, de puits et de fontaines dans la région du Tonnerrois.
Deux peintures, chefs-d’œuvre méconnus, méritent l'attention du visiteur : une lapidation de saint Étienne dans le déambulatoire nord et une Mise au tombeau dans la salle du trésor.
C'est une collection d'environ 400 pièces léguées en 1869 par un Auxerrois, Gérard Duru. Les précédents trésors avaient été successivement pillés par les Anglais (1359) et les Huguenots (1567) puis confisqués par les révolutionnaires comme biens nationaux.
On peut y admirer la Mise au tombeau sur ardoise, attribuée au peintre de l'école de Fontainebleau, Luca Penni. Sa composition rappelle Le Rosso, et les couleurs froides et acides annoncent la maniérisme florentin de Pontorno et de Bronzino.
La crypte
La crypte est un rare et bel exemple de l'architecture romane de la première moitié du XIe siècle. La qualité de sa réalisation tient à la technique employée pour la taille des pierres. Elle est célèbre pour ses deux peintures murales : le Christ à cheval (XIe siècle) inspiré par un épisode de l'Apocalypse, et le Christ en majesté (fin du XIIIe siècle), où l'influence de l'art clunisien est incontestable.
Le Christ de l'Apocalypse, entouré de quatre anges cavaliers, est par son sujet rarement traité, unique.