Pariisin henkinen sydän - Notre Dame de Paris -katedraali - alkoi pystyttää vuonna 1163. Maata hallitsi sodanomainen ranskalainen Louis VII, ja kaupungin hengellistä elämää johti piispa Maurice de Sully. He valitsivat yhdessä katedraalin rakentamispaikan ja asettautuivat Cite-saaren itäosaan, jossa muinainen aika oli Pyhän Tapanin ensimmäisen marttyyrin muinainen temppeli.
Katedraalin syntymähistoria liittyy läheisesti Pariisin historiaan. Vuonna 987 kaupungille annettiin Ranskan kuninkaan Hugo Capetin alaisuudessa pääkaupungin asema. Käsityöt ja kauppa alkoivat kehittyä nopeasti Pariisissa. Pääkaupunki ystävystyi vankkaan temppeliin - henkisen voiman linnoitukseen uskovien sieluissa. Rakentamista lykättiin kuitenkin loputtomiin.
Vasta vuonna 1163, jo toisen ristiretken johtajan, Louis VII: n alaisuudessa, kun arkkitehtuurissa kehittyi erityinen goottilainen tyyli, he alkoivat rakentaa katedraalia. Piispa Maurice de Sully valvoi kaikkia rakennustöitä. Hän pyrki luomaan epätavallisen temppelin, johon mahtuisi koko kaupunki, noin 10 tuhatta seurakunnan jäsentä, ja että siinä kruunattaisiin ranskalaiset hallitsijat. Piispa antoi temppelille nimen Notre Dame de Paris - Notre Damen katedraali.
Louis VII ja paavi Aleksanteri III tulivat asettamaan ensimmäisen kiven. Katedraali rakennettiin hitaasti, kun kaupunkilaiset vastahakoisesti lahjoittivat rakentamiseen, ja kaupunki kasvoi ennennäkemättömällä vauhdilla. Kymmeniä vuosia kului ennen rakennuksen julkisivun ilmestymistä, ja katedraalin kruunaa kaksi tornia pystytettiin vasta vuonna 1245, mutta niitä ei valmistunut. Myöhemmin rakentaminen jatkui uuden arkkitehdin Jeanne de Chellen johdolla. Hänen johdollaan aloitettiin sivukappelien rakentaminen, sitten he alkoivat luoda sisäisiä kuoroja.
Katedraali oli yleensä valmis ja pyhitetty vuoteen 1345 mennessä, kun Valois-dynastian kuningas Philip VI istui Ranskassa, ja Pariisin asukkaiden määrä saavutti useita kymmeniä tuhansia.