Existen tres teorías principales sobre la edificación de las tres naves y ábsides de la Catedral de Mallorca. La primera, ahora desestimada, sostenía que el diseño actual reflejaba el plan original del proyecto. La segunda teoría, propuesta en el siglo XX por el arquitecto Guillem Forteza, se basa en indicios constructivos y sugiere que la catedral debía tener inicialmente una única nave del mismo ancho y altura que la capilla Real. Según esta teoría, a mediados del siglo XIV, se decidió cambiar el plan para incluir tres naves, contrario a lo que ocurrió en otras catedrales como las de Perpiñán o Gerona.
La tercera teoría también se basa en indicios constructivos y propone que el diseño original incluía tres naves, similares a la catedral de Barcelona, todas de menor altura que las actuales, con poca diferencia entre la nave central y las laterales. A mediados del siglo XIV, se decidió elevar la altura de todas las naves. Este cambio se relaciona con la reincorporación del Reino de Mallorca a la Corona de Aragón en 1343 por Alfonso III de Aragón.
Gabriel Alomar sostiene que los tres ábsides de la catedral de San Juan Bautista de Perpiñán siguen el modelo de la de Mallorca. Sin embargo, la primera piedra de San Juan se colocó en 1324, antes de que se cambiara el plan en Mallorca, lo que ocurrió alrededor de 1330, y antes de que se completara la capilla Real en 1327.
Marcel Durliat menciona que en 1368 los arquitectos eran Jaume Matas y Llorenç Sosquela, mientras que Alexandre Cirici y Agustín Durán Sanpere atribuyen el cambio de plan a Berenguer de Montagut. Entre 1386 y 1397, las obras fueron dirigidas por Guillem Oliveres, y Pere Morei, Jean de Valenciennes, Henry el Alemán y Guillem Sagrera esculpieron el portal del Mirador con piedra de Santañí. En 1430 se terminó la bóveda norte, indicando que en un siglo de trabajos se había completado la mitad de la catedral. En 1498 se construyó el Portal de l'Almoina, y el portal Mayor fue realizado por Miquel Verger entre 1594 y 1601, año en que el templo se consagró.
Durante los siglos XVII y XVIII, algunas bóvedas se derrumbaron debido a la poca anchura de las columnas en comparación con la inmensa luz de los arcos, aunque la catedral se mantuvo en pie. En 1854, comenzaron las obras de remodelación de la fachada, dirigidas por el arquitecto Juan Bautista Peyronnet.