Medeltidens domkyrkor och katedraler tog ofta flera hundra år att färdigställa. I Linköping brukar man räkna med 300 år tills det nuvarande långhuset stod klart. Under en så lång byggperiod kom olika delar av kyrkan att byggas efter olika stilideal. Detta kan bland annat ses längs en av ytterväggarna där en lång rad av blindarkader i rundbågig romansk stil följs av ett par arkader i spetsbågig gotisk stil. På drygt trehundra år hade en mindre kyrka med möjlig förebild i Vreta klosterkyrka växt till att bli näst Uppsala Sveriges största kyrkobyggnad. Den äldsta domkyrkan i Linköping hamnade innanför murarna i kyrkans slutgiltiga utförande.
Domkyrkan färdigställdes år 1500 under biskopen Henrik Tidemanssons sista år, men då hade inte finansieringen av ett ståtligt koppartak lösts än. Det var först under biskop Brasks tid som, med till stor del Brasks egna resurser, ett koppartak kom på plats. Under 1500-talet brann kyrkan under två år: 1546 samt under Nordiska sjuårskriget då Linköpingsborna år 1567 brände ner sin egen stad för att bjuda de danska fienderna den brända jordens taktik.
Domkyrkan fick sitt första kyrktorn 1756 då ett torn ritat av Carl Hårleman stod färdigt. Tornet utsattes för en hel del kritik för att vara för litet i förhållande till det stora långhuset. Kyrkan fick sitt nuvarande storslagna torn vid en ombyggnad i mitten av 1880-talet då kyrkan renoverades under ledning av Helgo Zettervall.
Även på 1900-talet har kyrkan genomgått för en del förändringar. Mest kritik, men även beröm har den modernistiska kristusmålningen av Henrik Sørensen (1882-1962) fått sedan hans altartavla stod klar 1936. På 1960-taletet renoverades kyrkotaket som åter fick ett koppartak. Då byggdes även de små tornen ovanför koret upp igen. De hade avlägsnats på 1700-talet.
Resepraktikan har genom åren gärna besökt domkyrkan när någon reporter har haft vägarna förbi. Kraftigt intryck av kyrkan får man när besöket sker i samband med en orgelkonsert. Då lever kyrkan upp på ett sätt som är svårt att föreställa sig när man i lugn och ro under en vardag strosar omkring en kvart eller så och tittar på någon av de sevärdheter som finns i kyrkan. Det är en mäktig känsla av att kunna följa hur en sakta sjunkande sommarsol lyser genom de väldiga fönsterna – samtidigt som man både bildligt och bokstavlig trycks tillbaka en bit av den väldiga orgelmatta som kommer forsande längs något av kyrkans sidoskepp.
