Parafrazując słowa Napoleona Bonaparte, który w obecności papieża Piusa VII właśnie w tej katedrze koronował sam siebie 2 grudnia 1804 roku na cesarza Francuzów, kiedy stoimy naprzeciwko dwóch wież tej świątyni spogląda na nas osiem wieków historii. A była to historia niezwykle burzliwa.
Na niewielkiej wysepce pośrodku Sekwany, nazwanej przez lud francuskiej stolicy Île de la Cité, już w IV wieku p.n.e. plemię Paryzjów założyło pierwszą osadę, która przez kolejne 350 lat rozrosła się do znaczącego, lokalnego ośrodka kultury i gospodarki. W 52 r. p.n.e., w czasie trwani wojen galijskich, osada została spalona przez jej mieszkańców obawiających się surowych prześladowań ze strony legionów Gajusza Juliusza Cezara. Mimo że wyspę często nawiedzały powodzie (stąd łacińska nazwa Lutecja – „błoto”) rzymscy prefekci Galii uznali, że miasto na wyspie należy odbudować. Centralnym miejscem osady miała być świątynia Jowisza, przebudowana przez króla Franków Childeberta I na kościół św. Szczepana. Świątynia ta była jedną z pierwszych i największych świątyń chrześcijańskich zachodniogermańskiej federacji plemion nazywanych Frankami. Jedyną pozostałością galijsko-rzymskiej świątyni Jowisza jest odkryty w 1710 roku Słup Wioślarzy.
Po upadku dynastii Merowingów w 751 roku Lutecja, przemianowana na Paryż, przestała być centralnych ośrodkiem imperium frankijskiego. Stolica tego państwa została na blisko dwa i pół wieku przeniesiona do Akwizgranu, tutaj został pochowany w 814 roiku Karol Wielki, który od 800 roku nosił tytuł cesarza Rzymu.
Dopiero w 987 roku, świeżo ukoronowany na króla Franków, hrabia Paryża Hugo Kapet, postanowił przenieść władzę administracyjną państwa do swojego lennego miasta Paryża. Kapetyngowie zbudowali na wyspie swoją rezydencję królewską, która istnieje do dzisiaj pod nazwą Pałacu Sprawiedliwości (Palais de Justice).
W tym czasie w południowo-wschodniej części wyspy istniała romańska katedra mająca 70 metrów długości, rozdzielona na nawę główną i cztery nawy oddzielone marmurowymi kolumnami i ozdobione mozaikami.
Na fundamentach tego budynku w 1136 roku król Ludwik VII Młody rozpoczął budowę nowej świątyni. 24 lata później biskup Paryża Maurice de Sully znacznie powiększył ten projekt.
Kronikarz Jean de Saint-Victor zapisał w swoim monumentalnym dziele Memoriale Historiarum, że budowa Notre-Dame rozpoczęła się między 24 marca a 25 kwietnia 1163 r. Kamień węgielny został położony w obecności króla Ludwika VII i przebywającego na wygnaniu papieża Aleksandra III. Świątynia od początku miała więc wyjątkową rangę. Niezwykle rzadko się zdarzało, żeby w uroczystości podpisania aktu erekcyjnego uczestniczył monarcha i sam papież.
Budowa najsłynniejszej świątyni Paryża została podzielona na cztery etapy: pierwszy obejmował budowę chóru, dwóch ambulatoriów i ołtarza, który jak zapisał Robert z Torigni, został poświęcony 19 maja 1182 r. przez legata papieskiego, kardynała Henriego de Château-Marçay.
Drugi etap budowy trwający od 1182 do 1190 r. obejmował budowę nawy za chórem i naw bocznych. Począwszy od 1190 r. pierwsze trawersy zostały ukończone.
Po śmierci biskupa Maurice'a de Sully'ego w 1196 r. jego następca, wielebny biskup Eudes de Sully rozpoczął trzecią fazę budowy katedry, trwającą aż do jego śmierci w 1208 roku. W tym czasie zachodnia fasada była już zbudowana. Między 1225 a 1250 rokiem zbudowano górną galerię oraz dwie wieże na zachodniej fasadzie.
W połowie XIII wieku transepty zostały przebudowane w najnowszym stylu Rayonnanta. W 1240 roku architekt Jean de Chelles dodał szczytowy portal do północnego transeptu, zwieńczony efektownym oknem różanym. W 1258 r. Pierre de Montreuil wykonał podobny, bogato zdobiony rzeźbami schemat na południowym transepcie.
Znamienne, że katedrę Notre Dame omijały wszystkie większe katastrofy. Nigdy nie się nie paliła, nie została zniszczona, ani dotkliwie zdewastowana. Co prawda W 1548 r. Hugenoci zniszczyli niektóre posągi wewnątrz świątyni, ale aż do uszkodzenia iglicy przez wiatr w 1786 r. katedra przetrwała w stanie nietkniętym przez ponad sześć wieków.
Po wybuchu rewolucji francuskiej, w 1793 roku katedra została poświęcona Kultowi Rozumu, a następnie Kultowi Istoty Najwyższej. Posąg Matki Boskiej został zastąpiony przez neopogański posąg Bogini Wolności. Świątynia została splądrowana. Rozsierdzona paryska hałastra ścięła głowy 28 posągom biblijnych królów znajdujących się przy zachodniej fasadzie, których pomyliła z posągami królów francuskich.
W lipcu 1801 r. Pierwszy Konsul Republiki Francuskiej Napoleon Bonaparte przywrócił katedrę diecezji paryskiej. 2 grudnia 1804 r.w tej samej świątyni włożył na swoje skronie koronę cesarza Francuzów i osobiście koronował swoją żonę, Józefinę Bonaparte.
W XIX wieku katedra Notre Dame zaczęła powoli podupadać. Do tego zwiększone zanieczyszczenie powietrza w Paryżu przyspieszyło erozję dekoracji i odbarwiło kamień elewacyjny. Katedra stała się szarym, brudnym budynkiem.
Kiedy pod koniec lat osiemdziesiątych odpadło kilka gargulców i wieżyczek przygotowano projekt renowacji budynku. W 1991 roku rozpoczęto 10-letni projekt rekonstrukcji zewnętrznych części świątyni, starając się jednocześnie zachować jej autentyczne elementy architektoniczne. Świątynia została też opleciona niewidocznym od dołu dyskretnym systemem przewodów elektrycznych odstraszających gołębie.
Pod koniec 2018 r. rozpoczął się kosztujący 6 mln euro remont iglicy katedralnej. Zaledwie na kilka dni przed pożarem, który wybuchł 15 kwietnia 2019 r. usunięto miedziane posągi i dekoracje z dachu. Pożar strawił niemal cały dębowy dach i spowodował zawalenie iglicy.
