El Claustro es una obra gótica construida en diferentes fases, iniciándose en el año 1300 y dándose por concluido en 1441. Tiene forma rectangular con unas dimensiones de 27 x 32 m en el que los lados largos están formados por una arcada de cuatro arcos y los cortos por tres. Sustituyó al antiguo claustro románico del siglo XII. En el siglo XVIII el recinto sufrió un importante cambio a cargo del arquitecto Riva Ladrón de Guevara, al serle añadido el piso y la balconada superior. Debido a la dilatación en el tiempo de la factura del claustro se pueden observar en él diferentes estilos arquitectónicos:

En el lado norte y 2 tramos del este (contiguo a la sala Capitular), gótico clásico. La obra bajo el auspicio de Fernando Álvarez de las Asturias se construyó entre 1300 y 1350.

En los lados sur y oeste, el estilo es gótico manierista del siglo XIV. Construida esta parte entre 1350 y 1400 se parte del lateral oeste y se continúa por la sur. La obra fue promovida por Alfonso XI y los obispos Sancho y Alfonso II.

El lado este es gótico florido, del siglo XV. Se inicia la construcción de esta parte en 1412 finalizándose en 1441 siendo su fundador el obispo Diego Ramírez de Guzmán.

Por último, el piso superior es barroco del siglo XVII, se construye en la ampliación ejecutada por Riva Ladrón de Guevara. Formado por catorce ventanas todas ella con balcón que da al patio interior central.

Tras esta sucesión de obras el claustro actual se nos presenta como un patio cerrado rectangular con un pequeño jardín en su interior y una amalgama de diferentes variantes arquitectónicas del gótico e incluso elementos románicos (esculturas a la entrada de la sala capitular) o barrocos (segundo piso del claustro).

Contiene en total 167 capiteles decorados destacando la ménsula de la cacería regia y el Agnus Dei procedente del desaparecido claustro románico.

Alrededor del claustro se suceden diferentes sepulcros como el de Frigión de Cifuentes o el del deán Pedro Gay (1348-1369) del siglo XIV. Otros elementos destacables del interior del claustro son la lápida del obispo don Pelayo y la puerta barroca del archivo obra de José Bernardo de la Meana.

Desde el claustro se accede a la sala capitular.