Считается, что строительство храма было начато в 1163 году во времена Людовика VII Французского, по инициативе и с благословения парижского епископа Мориса де Сюлли. Хотя историки и затрудняются с определением: кто же именно заложил самый первый камень в основание будущей святыни — сам Морис де Сюлли или же папа римский Александр III. В любом случае достоверно известно, что алтарь храма был освящен весной 1182 года, а через три года после ритуала торжественную службу в нем провел сам Патриарх Иерусалимский.

Понятно, что за такое продолжительное время постройкой храма руководили различные архитекторы. История донесла до нас имена лишь тех, кто принимал участие в завершающей фазе его строительства. Это Жан и Пьер де Шель, Жан Рави и Пьер де Монтрейль. Примечательно, что средства на возведение главной христианской святыни Парижа собирали всем миром. Деньги жертвовал не только король франков, аристократы и ремесленный люд, но даже парижские проститутки, которых тут во все времена хватало.

Фасадную часть храма, с двумя прямоугольными башнями, которые являются на сегодняшний день самыми узнаваемыми отличительными особенностями Собора Парижской Богоматери, начали строить только в 1200 году, то есть почти через 40 лет после его закладки. Окончательно строительство храма было закончено в середине XIII века, а отделка его интерьера была завершена только в 1345 году.