Roskilde Domkirke er en storslået treskibet teglstenskatedral. Dens umiddelbare forgænger var en treskibet frådstensbasilika med to vesttårne, som blev bygget i ca. 1080 på initiativ af kong Svend Estridsens tro medarbejder biskop Svend Nordmand. Det diskuteres, om der forud har stået en mindre stenkirke fra 1030’erne, bygget af kongens mor, Estrid, »i Roskilde«. Ifølge den middelalderlige tradition skal der allerførst have stået en trækirke bygget af kong Harald Blåtand.
Opførelsen af den nuværende domkirke blev indledt af biskop Peder Sunesen i ca. år 1200. Byggeriet begyndte på samme tid i øst og vest, mens den gamle kirke endnu stod, hvorved grundplanen af den nye kirkes skib blev skæv. Kirken blev opført i den nye gotiske stil med hvælv, stræbepiller og spidsbuer, med enkelte romanske stiltræk. Kirken er et ca. 86 m langt, treskibet anlæg med et kun indvendigt markeret tværskib og en korrunding med omgang. Over koromgangen og sideskibene er der et galleri med søjlebårne arkader i koret og murede spidsbuer i skibet. Et vestparti med to tårne blev først fuldført efter et par århundreder. En overdækket passage, Absalonbuen, bygget af genbrugte frådsten, fører fra bispegården til koret.
Ældst af kirkens mange bevarede tilbygninger er Kapitelhuset på korets sydside, hvis kerne er fra 1200-tallet. Siden fulgte Sankt Andreas Kapel fra ca. 1395 på skibets nordside. Kort efter 1413 fik korsskæringen en tagrytter, det såkaldte Margretespir, som er fornyet flere gange. Oluf Mortensens Våbenhus på korets nordside fra ca. 1450 prydes bl.a. af et udvendigt maleri af Sankt Lucius. 1460‑64 fulgte Helligtrekongers Kapel på skibets sydside med to etager: nederst et kapel indviet til de hellige tre konger, med en romansk centralsøjle af poleret granit, som bærer hvælvene, og øverst en festsal for en ny ridderorden, som var spiren til Elefantordenen. Samtidig byggedes det tilstødende våbenhus. På nordsiden af skibet fulgte kort efter Sankt Birgittas Kapel og et våbenhus.
Efter Reformationen skulle kapeller ikke mere tjene til sjælemesser, men som begravelsessteder. Christian 4.s store kapel på nordsiden af skibet blev bygget i rig renæssancestil 1612‑40, og samme konge forsynede i 1635 de to tårne med slanke spir. I årene 1772‑1825 fulgte det kuppeldækkede Frederik 5.s Kapel på sydsiden i klassicistisk stil, tegnet af C.F. Harsdorff. Yngste tilbygning er det ligeledes kuppeldækkede Christian 9.s Kapel fra årene 1917‑24 efter tegning af Andreas Clemmensen.
