Um 430 wurde das Bistum gegründet und ein erster Bau an der Stelle eines römischen Tempels errichtet, der als Basilika bezeichnet wurde, was sicher nicht auf die Raumform schließen lässt. Es ist von einem Saalbau auszugehen. Ein karolingischer Neubau ist zu vermuten. Ab 836 wurde Coutances von Normannen überfallen und diese karolingische Kathedrale zerstört. Die Kanoniker flohen. Die Umstände scheinen eine baldige Wiederbesiedlung unmöglich gemacht haben. Die Kathedrale scheint erst 1026/1048 wiederaufgebaut worden sein, ein romanischer Bau, der Reste des karolingischen Baues übernahm. Von diesem Bau sind im gotischen Neubau Reste in den Galerien über dem nördlichen Seitenschiff erhalten. Der romanische Bau und möglicherweise auch ein karolingischer Bau besaßen einen Westbau, der als massiver gotischer Westbau weiterlebt. Der heutige Bau entstand ab 1180, der Umgangschor wurde 1220-1235 fertiggestellt.

Vers 430, le diocèse fut fondé et un premier édifice fut construit à l'emplacement d'un temple romain ; on l'appelait « basilique », ce qui ne permet certainement pas de déduire la forme de l'espace. On peut supposer qu'il s'agissait d'une construction en forme de salle. On peut supposer qu'un nouvel édifice carolingien fut ensuite construit. À partir de 836, Coutances fut pillée par les Normands et cette cathédrale carolingienne fut détruite. Les chanoines s'enfuirent. Les circonstances semblent avoir rendu impossible une recolonisation rapide. La cathédrale ne semble avoir été reconstruite qu'en 1026/1048, sous la forme d'un édifice roman reprenant des vestiges de la construction carolingienne. Des vestiges de cet édifice sont conservés dans la nouvelle construction gothique, au niveau des galeries surplombant la nef latérale nord. L’édifice roman, et peut-être aussi un édifice carolingien, possédait un corps ouest qui subsiste sous la forme d’un imposant corps ouest gothique. L’édifice actuel a été érigé à partir de 1180 ; le chœur à déambulatoire a été achevé entre 1220 et 1235.