
In 1390 begon de bouw van de huidige, gotische kathedraal van Pamplona. Waarschijnlijk werd deze in 1527 voltooid. Het was een drieschepige kerk in de vorm van een Latijns kruis, kennelijk op Franse voorbeelden geïnspireerd. De omgeving is middeleeuws van aanzien.
De kerk heeft talrijke zijkapellen onder de steunberen en een koorhoofd met nog meer kapellen, alles onder kruisbooggewelven. De classicistische façade en de beide 50 meter hoge torens stammen uit 1783 en passen totaal niet bij de rest van kerk. In de rechtertoren hangt een van de grootste klokken in Spanje. Deze werd eind 16e eeuw gegoten en weegt 12 ton. In het koor een uit 1540 daterend koorgestoelte. Het bestaat uit meer dan honderd hoge, rijk gebeeldhouwde eiken zetels.
Voor het beeld van de Virgen del Sagrario, ook Santa Maria la Real genaamd, zwoeren eertijds de koningen van Navarra, dat zij de privileges van de burgers zouden respecteren. In het hoofdschip, voor het prachtige, smeedijzeren renaissancehek, staan de albasten sarcofagen van koning Karel III en zijn gemalin Leonor de Castilla. De figuren van het paar liggen op een rustbed, waarvoor zich een reliëf van mannen met een kap op en klagende vrouwen bevindt. Aan de voeten van de koning een leeuw, het symbool van macht en kracht, aan de voeten van de koningin twee hondjes, symbolen van trouw.
Maar de 15e-eeuwse kloostergangen zijn toch wel het mooiste wat de kathedraal te bieden heeft. Ze bestaan uit grote bogen met traceerwerk en het zonlicht dat door het traceerwerk schijnt, geeft een betoverend effect van Brussels kantwerk. Het diocesaan museum is gehuisvest in de refter.