A forma final do templo resultou de um conjunto de modificações, ampliações e restauros que abrangem uma larga diacronia. Iniciada pelo coro em 1163 (no reinado de Luís VII, tendo o Papa Alexandre III, na altura refugiado em Paris, assistido à cerimónia), só na terceira década de duzentos se terminou a nave e grande parte das torres. Por volta de 1230 iniciou-se a construção das capelas entre os contrafortes das naves e aumentou-se a dimensão do transepto. Na mesma altura o alçado poente foi alterado para melhorar a iluminação da nave central.

O portal sul do transepto, consagrado a Santa Ana, data do século XII e o portal norte foi construído entre 1210 e 1220. Na primeira metade do século XIV foram concluídos os arcobotantes erguidos na cabeceira do templo.

A fachada principal apresenta o mesmo modelo da igreja de Saint-Denis, precursora da arquitectura gótica. Divide-se em três sectores por grandes contrafortes e é rematada lateralmente por duas torres de 70 metros de altura. No nível inferior tem três grandes pórticos profusamente esculpidos sobre os quais assenta a famosa galeria dos reis. Em cima, a grande rosácea é rematada por uma galeria de traçaria coroada balaustrada.
No interior, um vasto espaço com 130 metros de comprimento e 48 de largura, são ainda evidentes as ascendências românicas normandas deste edifício, denunciadas nomeadamente pelas grossas colunas das arcadas da nave e do coro. Os pilares mais recentes, localizados junto da fachada poente e estruturados por colunelos assim como as grandes janelas do clerestório e a verticalidade do espaço interior acentuam o efeito gótico. Com 35 metros de altura, a relação entre a largura e altura da nave central é de 1 para 2,75.

A junção das nervuras e dos torais que reforçam as abóbadas e os seus prolongamentos pelos pilares, ligada à grande dimensão das naves assim como a difusão espacial da luz através das grandes rosáceas dos topos das naves, garantem a amplitude e nobreza do espaço interior do templo.
No exterior, a verticalidade da construção e aligeiramento dos suportes determinou a construção de contrafortes que se prolongam em arcobotantes por forma a receber os impulsos das abóbadas de pedra.
Bastante maltratada após a Revolução Francesa, foi reabilitada durante o século XIX através de uma grande campanha de trabalhos de restauro orientados pelos arquitectos Viollet-le-Duc e Lassus permitiram restituir a sua imagem gótica, dando-lhe o aspecto que actualmente apresenta. Foram reconstruídas as esculturas destruídas pelos revolucionários e reintroduziram-se os quatro níveis do alçado. A agulha que coroa exteriormente o cruzeiro deve-se também a este restauro. Catedral de Notre-Dame. In Infopédia [Em linha]. Porto: Porto Editora, 2003-2008. [Consult. 2008-06-07].
Disponível na www: <URL: http://www.infopedia.pt/$catedral-de-notre-dame>.