Té com a titulars la Santa Creu i santa Eulàlia, des del 1867 té el títol de basílica menor.
La primera catedral de Barcelona fou una basílica paleocristiana del s IV, excavada a partir del 1945 i que es conserva en part al subsòl a tocar de la catedral.
Malmesa per les incursions musulmanes, el 1045
Ramon Berenguer I i Almodis iniciaren la construcció d'una nova catedral, romànica, que fou consagrada el 1058 per l'arquebisbe Guifred de
Narbona.
L'actual edifici gòtic fou començat a construir el 1298 per les dues portes laterals, amb escultures arcaiques de factura italiana. És de planta de tres naus d'igual altura i un sol absis, amb deambulatori i capelles radials, continuades a les col·laterals, amb galeria superior en disposició que aparenta altres dues naus i que dóna al temple una amplitud i una il·luminació característiques. En són coneguts els noms dels
Les crugies finals, obra del s XV, comporten un cimbori en situació infreqüent acabat el s XIX, igualment com el parament extern de la façana i de les dues torres laterals, obra de l'arquitecte
Josep O. Mestres, segons un projecte del 1408 del mestre
Carlí i finançada per l'industrial barceloní
Manuel Girona, els hereus del qual feren possible l'acabament del cimbori.
El claustre té capelles en tres costats; el quart és reservat a les sales capitulars, antiga i moderna, i d'administració, així com una antiga capella episcopal (s XIII), dita actualment de Santa Llúcia, fundada pel bisbe
Arnau de Gurb.
L'escultura gòtica és representada principalment a la cripta pels sepulcres de
santa Eulàlia (obra italiana del s XIV), dels bisbes
sant Oleguer (de Pere
Sanglada, 1406), de Ramon d'Escales
(d'Antoni Canet, 1409) i de Sança Ximenis de Cabrera (de
Pere Oller, vers el 1436).
Els escultors
Claperós treballaren al claustre vers el 1450. Es conserva també, procedent del convent de
Santa Caterina, el sepulcre de sant Ramon de
Penyafort. A la capella del Santíssim és venerat un crucifix del s XVI anomenat el
Sant Crist de Lepant. La porta dita de la
Pietat té un relleu de fusta de l'alemany Michael
Lochner.
Al mig de la catedral hi ha el cor dels canonges, presidit per la cadira episcopal, del s XIV. El cadirat del cor (els respatllers del qual foren pintats el 1519 amb motiu de la reunió del Toisó d'Or) i la trona, obres de
Pere Sanglada i d'altres, és clos amb una parament de marbre amb relleus, de
Bartolomé Ordóñez i Pedro Villar, del s XVI.
A les capelles es conserven retaules gòtics pintats per
Bernat Martorell, Guerau
Gener, Miquel Nadal, Lluís Borrassà i
Gabriel Alemany.
Entre les joies del tresor cal destacar la custòdia i la cadira d'argent del s XV, que li serveix de peanya.
El museu de la catedral conserva pintures gòtiques de
Pere Destorrents, Jaume
Huguet, Bartolomé Bermejo (la
Pietat) i d'altres, el missal de Santa Eulàlia, miniat, així com teixits, brodats, etc.
A l'arxiu es conserven papirs (s V-VII), uns dos-cents còdexs, un centenar d'incunables, 40.000 pergamins (s IX-XVII) i les sèries documentals de les institucions vinculades a la catedral.
