Commencée à la fin du XIIème siècle, la cathédrale Saint-Pierre est de type gothique. Dans sa grande nef de huit travées, Henri, comte d’Anjou et duc de Normandie, futur roi d'Angleterre et Eléonore d'Aquitaine s'y seraient mariés en 1152. L'évêque Pierre Cauchon, connu pour le procés de Jeanne d'Arc, y est enterré. Nicolas d'Oresme en fut l'évêque en 1377.

Avant de devenir sainte, la petite Thérèse aimait venir s'y recueillir et c'est dans la chapelle de la Vierge que se décida sa vocation.