La Catedral Vieja de Coimbra es uno de los edificios en estilo románico más importantes de Portugal. La construcción de la catedral empezó en algún momento despes de la Batalla de Ourique (1139), cuando Afonso Henriques se declaró rey de Portugal y escogió Coimbra como capital del reino. En la Catedral está sepultado D. Sesnando, Conde de Coimbra.
Se atribuye el proyecto de la Catedral románica el maestro Roberto, de posible origen francesa, que dirigía la construcción de la Catedral de Lisboa en la misma época y visitaba Coimbra periodicamente. La dirección de las obras estuvo a cargo del maestro Bernardo, también posiblemente francés, substituído por el maestro Soeiro, un arquitecto que trabajó después en otras iglesias en la diócesis de Porto. 
La Catedral Vieja de Coimbra es la única de las catedrales portuguesas románicas de la época de la Reconquista que ha sobrevivido relativamente intacta hasta nuestros días. La Catedral Vieja y, en menor grado, las Iglesias de Santiago y São Salvador, son exponentes de la fase alfonsina del románico de Coimbra.

Vista desde el exterior, la Catedral Vieja recuerda a un pequeño castillo, con muros altos coronados de almenas y con pocas y estrechas ventanas. La apariencia de fortaleza es común a las catedrales de la época y se explica por el clima bélico de la Reconquista. 
El aspecto más notable de la decoración románica de la Catedral Vieja es el gran número de capiteles esculpidos (cerca de 380), que la convierte en uno de los principales núcleos de la escultura románica portuguesa. Los motivos son entrelazados geométricos y vegetalistas de influencia árabe o pré-románica, así como cuadrúpedos y aves enfrentadas. Practicamente no hay representaciones humanas, y no hay ninguna escena biblica. La ausencia de figuras humanas es, tal vez, consecuencia de los artistas ser mozárabes (cristianos arabizados) que se habían establecido en Coimbra en el siglo XII.
En el siglo XIX todo el edifício fué objeto de una campaña de restauración que le devolvió la pureza medieval original, objetivo después continuado en la primera mitad del siglo XX.