Uno de los primeros maestros de obras fue Maese Carlín ( Charles Galter), procedente de Normandía ( Francia ), que había trabajado previamente en otras grandes catedrales góticas europeas y llegó a España según se cree huyendo de la guerra de los Cien Años. El 10 de octubre de 1506 se procedió a la colocación de la piedra postrera en la parte más alta del cimborio, con lo que simbólicamente la catedral quedó finalizada, aunque en realidad siguieron efectuándose trabajos de forma ininterrumpida a lo largo de los siglos, tanto para la decoración interior, como para añadir nuevas dependencias o consolidar y restaurar los desperfectos ocasionados por el paso del tiempo, o circunstancias extraordinarias, entre las que cabe destacar el terremoto de Lisboa de 1755 que produjo únicamente daños menores a pesar de su intensidad.[7] En estas obras intervinieron los arquitectos Diego de Riaño, Martín de Gainza y Asensio de Maeda. También en esta etapa Hernán Ruiz edificó el último cuerpo de la Giralda. La catedral y sus dependencias quedaron terminadas en 1593.[8]
El Cabildo Metropolitano mantiene la liturgia diaria y la celebración de las festividades del Corpus, la Inmaculada y la Virgen de los Reyes. Este último día, 15 de agosto, es también la fiesta titular del templo, Santa María de la Asunción o de la Sede, y se celebra con solemne procesión de tercia y pontifical.
El templo acoge los restos mortales de Cristóbal Colón y de varios reyes de Castilla: Pedro I el Cruel, Fernando III el Santo y el hijo de este, Alfonso X el Sabio.[9]
Una de las últimas obras de importancia realizadas tuvo lugar en el año 2008 y consistió en la sustitución de 576 sillares que conformaban uno de los grandiosos pilares que sustentan el templo, por nuevos bloques de piedra de características similares pero con mucha mayor resistencia. Este difícil trabajo fue posible gracias al empleo de novedosos sistemas tecnológicos que demostraron que el edificio sufría diariamente unas oscilaciones de 2 cm como consecuencia de la dilatación de sus materiales.[10] En 2017 recibió 1 934 373 visitantes, siendo así el quinto monumento más visitado de España.[11]
Durante la administración musulmana, el califa almohade Abu Yacub Jusuf ordenó la construcción de una gran mezquita en Sevilla en los terrenos que actualmente ocupa la catedral.[8]
Los trabajos se prolongaron entre abril de 1172 y marzo de 1198, aunque se inauguró el 30 de abril de 1182.