La Catedral de Plasencia consta de dos edificios: la Iglesia de St. María, llamada la Catedral Vieja, que ahora alberga el museo de la catedral y el llamado Catedral Nueva. El primero fue construido en el siglo XIII y su arquitectura muestra una interesante transición del románico al gótico. A su vez, el templo más nuevo fue construido en los siglos XV-XVI en una mezcla de estilos gótico y renacentista.
Desde el exterior, la catedral tiene dos fachadas renacentistas de estilo plateresco. La fachada principal fue realizada en 1558 por Juan de Álava. Está dividido en cuatro secciones. Carece de estatuas para las que se ha preparado un lugar pero que nunca se ha tallado. La segunda fachada, de Diego de Siloe, fue construida en 1538-1548.
En el interior del templo hay tres naves de 26 m de altura cada una, destacando durante la visita a la catedral la sillería del coro del siglo XV, el trono del obispo realizado por el escultor Rodrigo Alemán y el altar mayor de Gregorio Fernández.