Strängnäs domkyrkas äldsta del, "kärnkyrkan", började byggas ca 1250. Enligt tradition kunde delar av kyrkan invigas 1291 av biskop Anund. Domkyrkan är helgad åt apostlarna Petrus och Paulus och invigdes troligen den 29 juni, som är dessa apostlars minnesdag.

På 1330-talet var kärnkyrkan helt färdig, en rektangulär tegelbyggnad utan torn men med en tornkrönt utbyggnad i varje hörn. Under medeltiden byggdes högkoret, sakristiorna, tornet och de många sidokoren.

Domkyrkan har drabbats av många bränder. Efter eldsvådan 1723 tillkom den nuvarande tornhuven i barockstil.

Den senaste större restaureringen av domkyrkan ägde rum 1907-10. Bänkinredningen, lamporna på pelarna, korinredningen med orgelfasaden, allt i jugendstil, är från denna tid.

Åren 1988-93 har interiören fått en ny översyn då bl. a. väggar och valv rengjorts.

Domkyrkans bodar har funnits sedan 1600-talet.