A Notre-Dame-ot, a Mi Asszonyunk templomát Maurice de Sully, Párizs püspöke kezdte építeni 1163-ban, és 180 év kellett ahhoz, hogy a munkák befejeződjenek a Cité-szigeten álló román stílusú székesegyház helyén.
A 11. században istenkísértésnek számított, hogy az épületek világítása céljából ablakokat vágjanak a vaskos román falakon. A korai gótika jegyében azonban magasabbra építették a falakat, támívekre osztották el a boltívek súlyát, hatalmas rózsaablakokat építettek, amelyek áteresztették a nap fényét.
A 12. században az épület túl kicsinek bizonyult a rohamosan növekvő párizsi lakosság számára. Ekkor született meg a 135 méter hosszú, 40 méter magas hatalmas székesegyház terve. 1230-tól a székesegyház jelentős változtatásokon esett át, amelynek révén stílusa a primitív gótika után az úgynevezett rayonnant gótika lett: teraszok váltották fel a meredek tetőket, a támívek felső részébe vájt csatornák segítik az esővíz elvezetését.
Az uralkodók – I. Ferenc királytól Napóleon császárig – rendre változtattak az épület eredeti stílusán. Egyesek álcázták a pilléreket, mások hatalmas faliszőnyegeteket feszíttettek ki, egyre nőtt a barokk szobrok száma, veszélyeztetve az építészeti műremek harmóniáját.
A királyok a Notre-Dame-ban ülték meg az ünnepeket, a győzelmeiket egészen a 18. századig, a felvilágosodás koráig, amely „sötét évszázada” lett a székesegyháznak. Arra hivatkozva, hogy a színes üvegablakok „sötétek”, a kanonokok sokat fehér üveggel cseréltettek fel. Szerencsére a rózsaablakok megmaradtak.
A forradalom jóvátehetetlen károkat okozott. A Notre-Dame-ot bezárták, államosították, meggyalázták, rendszeresen fosztogatták, építőanyagnak kiárusították, a homlokzaton lévő királyszobrokat lefejezték. 1802-re nagyrészt helyreállították, és itt ünnepelték a pápával kötött konkordátumot,
itt tartották 1804-ben Napóleon megkoronázását, de 1831-ben hatalmas rongálás áldozata lett a székesegyház, a szentélyt és a kincstárat kifosztották, és az érseki palotát romba döntötték.
A romantika nagy művészeit megindította a katedrális hányattatott sorsa, így Victor Hugót is klasszikus regénye, A párizsi Notre-Dame megírásával 1831-ben.
Az épület feltámadása Eugene Viollet-le-Duc építésznek köszönhető, aki mindenkinél jobban ismerte a funkcionalitását és szerkezetét, és 1844 és 1864 között – az anyagok, a stílusok és korok tiszteletben tartásával – restaurálta az épületet.
A székesegyház hossza 128, szélessége 41, az ikertornyok magassága 63, a főhajó belmagassága 48 méter. A hosszháza öt-, a keresztháza pedig egyhajós. A fő- és a kereszthajó képzeletbeli metszéspontján áll a huszártorony. Az ikertornyok közötti rózsaablak átmérője közel 10 méter.
A templom 850. évfordulójára 2012-ben felújították a 7800 sípú nagyorgonát.
Az UNESCO világörökség részét képező székesegyház állapota rohamosan romlott, ezért kezdődtek meg a felújítási munkák. A hírek szerint a tűz a restaurálási munkálatokhoz felállított állványzaton, a tetőszerkezetnél keletkezett, és onnan terjedt tovább.