Katedral ini pertama kali dibangun atas perintah dari Uskup Agung Robert le Danois pada tahun 1030an. Pembangunannya sempat terhenti setelah kematian sang uskup agung pada tahun 1037. Pembangunan berlanjut pada masa Uskup Agung Maurille (1055-1067), hingga akhirnya gereja ini dikonsekrasi pada 1 Oktober 1063; acara konsekrasi tersebut dihadiri oleh William sang Penakluk.
Pada tahun 1822, puncak menara tertinggi di katedral ini tersambar oleh petir dan mengalami kebakaran pada tahun 1822. Puncak menara yang sebelumnya terbuat dari kayu kemudian digantikan dengan bahan besi tuang, dan proses pembangunannya berlangsung dari 1825 hingga 1876. Dengan ketinggian 151 meter, menara ini menjadikan Katedral Rouen sebagai gedung tertinggi di Prancis. Katedral ini bahkan pernah menjadi gedung tertinggi di dunia pada tahun 1876. Namun, pada tahun 1880, Katedral Köln yang memiliki ketinggian 157 meter berhasil memecahkan rekor ini.
Aubert, Marcel (1926). "Rouen, la cathédrale", Congrès archéologique de France, LXXXIX (Rouen), 1926, 11–71.
Carment-Lanfry, Anne-Marie (2010). La Cathédrale Notre-Dame de Rouen (dalam bahasa French). Rouen: Publication Univ Rouen Havre. GGKEY:LL4QAG84R2F. Pemeliharaan CS1: Bahasa yang tidak diketahui (link)
Heinzelmann, Dorothee (2003). Die Kathedrale Notre-Dame in Rouen – Untersuchungen zur Architektur der Normandie in früh- und hochgotischer Zeit. Rhema-Verlag, Münster 2003, ISBN978-3-930454-21-1
