Katedra na Wawelu jest najczcigodniejszym kościołem w Polsce. Ranga tego miejsca wypływa z roli, jaką świątynia pełniła na przestrzeni wieków. Najpierw stanął tu kościół grodowy, wzniesiony za czasów panowania czeskiego nad Małopolską, poświęcony świętemu księciu Wacławowi. Po przyłączeniu Krakowa do państwa Polan, czego dokonał prawdopodobnie syn Mieszka I Bolesław Chrobry, ustanowiono tutaj stolicę diecezji, a wkrótce po roku 1000 zaczęto budowę pierwszej, przedromańskiej katedry. Budowla ta została zburzona po połowie w. XI, kiedy to zaczęto budowę nowej, wielkiej katedry utrzymanej w stylu romańskim. Początki prac przy tej świątyni przypadają zapewne na czasy Władysława Hermana, choć jako domniemanego fundatora bierze się pod uwagę także Bolesława Śmiałego. Trzecia z kolei katedra została wzniesiona w stylu gotyckim po koronacji Władysława Łokietka na króla Polski w r. 1320. Nowy kościół został uroczyście konsekrowany w r. 1364. Za panowania ostatnich Piastów katedra na Wawelu zyskała rangę wielkiego ośrodka kultu św. Stanisława, a także kościoła koronacyjnego i nekropolii królewskiej.

Ranga budowli wiązała się też ze znaczeniem samej diecezji, która była najbogatsza w Kościele polskim i obsadzana przez nietuzinkowe osobistości. Biskupami krakowskimi byli min. św. Stanisław ze Szczepanowa, pierwszy polski kardynał – Zbigniew Oleśnicki, czy syn króla Kazimierza Jagiellończyka – Fryderyk. Krakowski kościół katedralny stał się wzorem dla licznych budowli w Krakowie i Małopolsce. Wielkie bazyliki krakowskie XIV w., na czele z kościołem Mariackim i kościołem Dominikanów, a także świątynie Kazimierza z farą Bożego Ciała i kościołem augustiańskim św. św. Katarzyny i Małgorzaty, powtarzają rozwiązania zastosowane w katedrze.

Przyspieszenia nabrały dopiero po koronacji Władysława Łokietka w r. 1320, a rola inspiratora przypadła kolejnemu biskupowi krakowskiemu Nankerowi (ok. 1320-1326).
Z hierarchą tym wiąże się budowę murów obejścia i kaplicy Św. Małgorzaty po stronie północnej. Z kolejnym rządcą diecezji, biskupem Janem Grotem (ok. 1330-1346) związane są prace przy budowie prezbiterium i jego konsekracja (1346).

Ostatnia faza budowy łączona jest z biskupem Bodzantą (przed 1364), za czasów którego powstał korpus nawowy z fasadą. Budowa gotyckiej katedry na Wawelu splata się w najściślejszy sposób z dziejami politycznymi. U schyłku XIII w. kolejni książęta z dynastii Piastów zaczęli podejmować działania zmierzające do zjednoczenia ziem dawnego Królestwa Polskiego. Bardzo istotny wpływ na nie wywierał kult biskupa krakowskiego Stanisława, według tradycji zamordowanego przez króla Bolesława Szczodrego (Śmiałego) w r. 1079. W końcu XII w. Wincenty Kadłubek w swojej Kronice Polski zawarł opowieść o męczeństwie, wedle której Stanisław napominał grzesznego króla i rzucił nań klątwę, ten zaś kazał pojmać hierarchę, a w końcu własnoręcznie go zabił. Ciało biskupa zostało poćwiartowane, jednak Bóg wysłał cztery orły, aby strzegły cenne szczątki, które wkrótce potem zrosły się w cudowny sposób. Około r. 1253 legenda ta została powtórzona w Żywocie Większym św. Stanisława, napisanym z okazji jego kanonizacji przez dominikanina Wincentego z Kielczy.

Biograf nowego świętego ujął tragiczne wydarzenia w schemat zbrodni i kary: Bóg ukarał zamordowanie biskupa utratą korony i rozpadem państwa, ale zrośnięcie się członków męczennika niosło nadzieję na równie cudowne połączenie części rozbitego królestwa. Według wykładni Wincentego z Kielczy, Bóg zachował od zniszczenia insygnia królewskie w skarbcu katedry w Krakowie, który jest stolicą i siedzibą królewską: „do czasu aż przyjdzie ów, który jest powołany przez Boga, jak Aaron”. Proroctwo wypełniło się wraz z koronacją księcia kujawskiego Władysława Łokietka (1320-1333). Jego  syn i następca Kazimierz (1333-1370) dzięki rozlicznym talentom, jako jedyny władca w dziejach Polski zyskał przydomek Wielki.

Splot okoliczności, na czele z roszczeniami króla Czech Jana Luksemburskiego sprawił, że koronacja Łokietka odbyła się – wbrew wielowiekowej tradycji – w małopolskim Krakowie, a nie w wielkopolskim Gnieźnie. Ów akt przeniesienia miejsca uroczystości inauguracji władzy, zmienił diametralnie status krakowskiej katedry św. Wacława i św. Stanisława.

Wymogiem chwili były działania propagandowe, które w języku form architektonicznych głosiłyby chwałę odrodzonego królestwa i podnosiły nową katedrę koronacyjną do rangi kościoła królewskiego. Koronacja Łokietka była z pewnością jednym z najważniejszych impulsów do przebudowy starej, romańskiej świątyni w duchu gotyckim. Ważnym powodem musiało być też pragnienie uczczenia św. Stanisława, którego grób znajdował się na skrzyżowaniu naw, i zaznaczenie jego roli w odrodzeniu państwa. Przed r. 1346 ukończono część wschodnią kościoła z czteroprzęsłowym prezbiterium zamkniętym ścianą prostą i prostokątnym obejściem, prawdopodobnie o genezie cysterskiej. Wzorem mogły być m. in. kościoły opackie w Lilienfeld, Zbraslawiu i Lubiążu, a także katedra wrocławska, jedna z najstarszych budowli gotyckich na dawnych ziemiach piastowskich. Można przypuszczać, że przy budowie kościoła bardzo świadomie posłużono się rozwiązaniami zapożyczonymi z wielkich fundacji architektonicznych dynastii Babenbergów, Habsburgów i Przemyślidów. W ten sposób, nowa katedra w Krakowie dołączyła do grupy wielkich, otoczonych najwyższą czcią i szacunkiem kościołów królewskich Europy Środkowej.

Niektóre z rozwiązań zastosowanych przy budowie świątyni mają charakter oryginalny i świadczą o wyjątkowych umiejętnościach anonimowych architektów. Do najświetniejszych należy niezwykle efektowne sklepienie trójpodporowe, założone nad skrajnym, wschodnim przęsłem prezbiterium, które sugeruje - w iluzjonistyczny sposób –zamknięcie wieloboczne. Ten typ sklepienia, zwany w dawnej literaturze polskiej „piastowskim”, został przejęty przy budowie transeptu katedry we Wrocławiu, a poprzez Śląsk stał się dość popularny w ziemiach Królestwa Czeskiego.

W budowie gotyckiego prezbiterium katedry na Wawelu brały udział przynamniej dwa niezależne warsztaty, z których pierwszy zwany umownie „nankerowskim” zbudował kaplicę Św. Małgorzaty razem z murami obejścia. Jego skład uległ zmianie po r. 1327, zapewne w związku z objęciem rządów w diecezji przez biskupa Jana Grota („warsztat Grota”). Po trwającej kilka lat przerwie, która wiązała się min. z koniecznością burzenia zachodniej części starej, romańskiej katedry, kolejny warsztat podjął budowę zwartego, niemal kwadratowego w planie bazylikowego korpus nawowego.

W trakcie budowy katedry na Wawelu wykształciły się cechy konstytutywne tzw. krakowskiej szkoły architektury gotyckiej. Jest to zjawisko o charakterze dworskim, związane bardzo ściśle z działalnością króla Kazimierza Wielkiego. Najbardziej charakterystyczne cechy tego „stylu” to integralne połączenie kamienia i cegły w konstrukcji ścian, podział elewacji wewnętrznych nawy głównej za pomocą wydatnego gzymsu z równoczesnym, lekkim cofnięciem ściany ponad nim oraz optyczne wydłużanie niskich okien za pomocą płycin. Najbardziej oryginalne jest zastosowanie tzw. filarowo-przyporowego systemu konstrukcyjnego. Od zewnątrz nie ma łuków odporowych, tak typowych dla francuskiego gotyku „katedralnego”, a przejęcie sił rozporu sklepień dokonuje się z pomocą uskokowych przypór, które schodząc wzdłuż ścian nawy głównej, „przebijają” sklepienia naw bocznych i zlewają się z filarami, a łączące je arkady dublują arkady międzynawowe.

Wszystkie te rozwiązania, w niemal zupełnie niezmienionej formie pojawiły się w grupie tzw. wielkich bazylik krakowskich XIV w.: kościołach Mariackim, Bożego Ciała i św. Katarzyny, a także w dominikańskiej bazylice Św. Trójcy. Można je także spotkać w innych ośrodkach Małopolski, a nawet poza nią np. kościół  Św. Idziego w Bardiowie na Słowacji. Podobieństwa te traktuje się niekiedy jako dowód istnienia „warsztatu królewskiego”, czyli stałego zespołu budowniczych, realizujących zamówienia z kręgu dworu Kazimierza Wielkiego. Bardziej prawdopodobne wydaje się jednak istnienie kilku warsztatów, które świadomie posługiwały się podobnymi rozwiązaniami. Czyniły to z pobudek ideowych, naśladując najważniejszą świątynię w państwie, czyli katedrę na Wawelu.