W 1130 na miejscu pierwszej, zburzonej katedry, którą wzniósł zapewne Bolesław Śmiały lub jego brat Władysław Herman, biskup płocki Aleksander z Malonne przystąpił do budowy nowej, okazałej świątyni. Została ona konsekrowana w 1144. Została ona wzniesiona ze starannie opracowanych ciosów granitowych (ciosy licowe były kwadratowe lub prostokątne o wymiarach: w warstwie niższej do 36 cm długości i do 21 cm wysokości, oraz w warstwie wyższej do 65 cm długości i do 32 cm wysokości). Była to trójnawowa, zapewne dwuchórowa bazylika z transeptem i prezbiterium zakończonym apsydą. Chór zachodni flankowały dwie wieże. Schematyczny obraz romańskiej katedry znajduje się na pieczęci katedry z 1289.
W trakcie przebudowy katedry w 1901 odnaleziono oryginalne głowice romańskie i wmurowano je w ściany przylegającego do katedry Muzeum Diecezjalnego. Podczas badań archeologicznych w roku 1980 odsłonięto fundament wschodniej apsydy.
Do katedry płockiej przeznaczone były dwuskrzydłowe drzwi z brązu, zwane drzwiami płockimi. Zostały one odlane w Magdeburgu w latach 1152-1156. W niewyjaśnionych do dziś okolicznościach znalazły się one w Nowogrodzie Wielkim i tam do dziś zdobią sobór św. Zofii.
Katedra gotycka
Burzliwy w Polsce XIII w. dał się we znaki katedrze płockiej. W 1233 została ona zniszczona przez pożar, w 1243 została zniszczona przez Prusów, a w latach 1288-1289 Litwinów. Ogromne zniszczenia domagały się prac zabezpieczających i renowacyjnych. Największą zmianą była dobudowa gotyckich wież zachodnich. Powstały one najpóźniej na przełomie XIII i XIV w. Stare zapiski z archiwum katedry informują, iż w tym czasie w ich przyziemnej części były dwie kaplice wieżowe. Nadto z tych czasów pochodzą gotyckie łuki przyporowe. Z pewnością reliktami pierwotnego gotyku są również łukowo-ćwierćkoliste grzebienie szczytów we wschodnim i zachodnim zwieńczeniu zewnętrznej nawy głównej.
Prace remontowe w tym czasie były jednak prowadzone wyłącznie dorywczo i zniszczenie świątyni postępowało. Kazimierz Wielki nakazał, aby kościół został gruntownie odnowiony po jego śmierci, czego jednak nie uczyniono. Spowodowało to dalszą dewastację katedry. Nadal prowadzono prowizoryczne naprawy. Dopiero w 1442 pokryto katedrę nową dachówką i dokonano jej gruntownego remontu, który jednak okazał się nietrwały, gdyż w 1492 dzwony katedralne, z obawy przed zawaleniem się wież, zostały przeniesione do wieży zegarowej pobliskiego zamku.
Katedra renesansowa
W 1530 groźny pożar spowodował zawalenie się lewej nawy kościoła wraz ze sklepieniem, oraz stropu prezbiterium. W 1531 bp Andrzej Krzycki postanowił odnowić świątynię. W latach 1531-1534 wzniesiono od fundamentów, z zachowaniem partii dawnych murów, katedrę o nowym obliczu renesansowym z kopułą. Prace wykończeniowe trwały jeszcze potem przez kilkanaście lat. Dokonano również koniecznych napraw i uzupełnień. Zachowano dawną strukturę przestrzenną, ale uzupełniono ją nowymi elementami i formami włoskiego odrodzenia.
Tymczasem nim zakończono te zasadnicze prace architektoniczne, niespodziewanie ukazały się nowe pęknięcia w sklepieniach. Częste zmiany na urzędzie biskupa płockiego powodowały, iż żaden z następców bp. Krzyckiego nie zdołał w pełni poświęcić się dalszemu remontowi. Uczynił to dopiero bp Andrzej Noskowski. Za jego rządów dokonano koniecznych napraw i uzupełnień, oraz doprowadzono do końca zasadniczą budowę płockiej świątyni renesansowej. Pracami kierował Jan Baptysta z Wenecji.
Włoski budowniczy zachował najmocniejsze części budynku, tj. zewnętrzne mury naw bocznych, boczne absydy ze starymi romańskimi gzymsami z cegły, część zakrystii i większe partie wież.
Nowym elementem architektonicznym była kopuła umieszczona nad transeptem na ośmiobocznym tamburze z okrągłymi oknami. Przedłużono prezbiterium, dobudowano zakrystię, skarbiec i kapitularz. Ułożono kamienną posadzkę w świątyni.
Czarną plamą w renesansowej przebudowie katedry jest zatracenie wszystkich przedrenesansowych grobowców i epitafiów.
Katedra klasycystyczna
Dzięki bp. Michałowi Jerzemu Poniatowskiemu w latach 1784-1787 dokonano kolejnej przebudowy katedry. Najbardziej zagrożony runięciem fronton obudowano, zgodnie z założeniami klasycyzmu, grubymi murami, przyozdobionymi ciężką attyką z gzymsami, wspartą sześcioma jońskimi kolumnami. Taki wygląd frontonu raził ówczesnych krytyków swym niezharmonizowaniem z pozostałą częścią kościoła. W tym samym czasie dokonano gruntownej renowacji będącej w złym stanie technicznym katedry i wykończono dwie nowe kaplice w świątyni – Najświętszego Sakramentu i św. Zygmunta.
Katedra obecna
W 1900 okazało się, że stan katedry jest fatalny i niebezpieczny dla wiernych. Przy rozbiórce niektórych elementów ujawniły się pęknięcia aż do fundamentów. Kapituła zdecydowała się wówczas na gruntowny remont katedry, oraz odtworzenie wyglądu świątyni renesansowej. Projekt przebudowy zlecono Stefanowi Szyllerowi.
Pomnik Jana Pawła II przed katedrąRestauracja polegała najpierw na odbudowaniu od zewnątrz dolnych partii starych murów i na zbudowaniu bocznych ścian z nowych ciosów granitowych. Górne ściany odbudowano z nowej cegły, której w tym celu wypalono milion sztuk. Najdelikatniejszą sprawą było dobudowanie zniszczonych już w XV w. wież. Zębate grzebienie szczytów nieco uzupełniono, wyprostowano i zakotwiczono. Wzniesiono nową kopułę zwieńczoną kamienną latarnią. W celu upamiętnienia najważniejszych prac architektonicznych związanych z katedrą od chwili jej powstania Zygmunt Langman wykonał w piaskowcu cztery tablice herbowe najbardziej zasłużonych dla katedry biskupów. Umieszczono je w arkadach szczytu zachodniego frontonu. W portalu wmurowano płaskorzeźbę przedstawiającą ofiarowanie katedry płockiej Matce Bożej.
W 1903 po trzech latach prac, 8 listopada biskup płocki Jerzy Szembek dokonał rekonsekracji katedry. Natomiast w latach 1904-1916 powstała polichromia autorstwa Władysława Drapiewskiego.
1 lipca 1910 papież Pius X obdarzył katedrę tytułem bazyliki mniejszej, pisząc o tym w specjalnym liście:
Starożytnością swoją celuje nad wszystkimi kościołami katedralnymi w Polsce pod panowaniem rosyjskim. Odznacza się architekturą, malowidłami ściennymi i witrażami; niemniej sławią ją niezliczone pomniki sztuki dawnej. Tam dwaj królowie pochowani oczekują w pokoju na zmartwychwstanie, świetny ich sarkofag tenże kościół zdobi. Posiada też znakomite relikwie świętych, a głowę św. Zygmunta, króla burgundzkiego, od dawna przechowuje ze czcią religijną. Skarbiec obfituje w godne podziwu naczynia święte i w drogocenne aparaty. Przy kościele jest muzeum, które szczyci się posiadaniem sławnych okazów wszelkiego rodzaju sztuki.
wg: https://pl.wikipedia.org/wiki/Bazylika_katedralna_Wniebowzi%C4%99cia_Naj%C5%9Bwi%C4%99tszej_Maryi_Panny_w_P%C5%82ocku