1120 年前后巴黎圣母院纵切面图（G. Chaumet, Plemo 3D）
到了1160年，大主教莫里斯·德·苏利启动了更为大胆的改建工程。他并不意于重建圣艾蒂安基督大教堂，他想做的，是修建一座全新的、空前绝后的巴黎主教堂。
大教堂主体结构的建造持续了半个多世纪，从 1160 年到 1220年。在此期间，由东至西陆续修建了祭坛、横厅、中厅和西侧外立面的下半部到玫瑰窗的部分。
主体结构完成后，“第二座”圣母院在此基础上进行改建。在此之后的一个多世纪里，大教堂的建造工事从未停歇。在其主体结构完工之后，1220~1230 年，主殿的高窗被拓宽，檐墙也被抬高，以便安装排水渠，用于溢流教堂尖顶落下的雨水。这项繁重的工程无疑为我们解答了为何教堂的钟塔楼直到 13 世纪 40 年代中期才完工。同时，在中厅外沿的扶壁之间加建了一系列小礼拜堂。
1270年前后巴黎圣母院的纵切面图（Lassus et Viollet-le-Duc 1856）
可以说，这一时期的修建工程在1258—1270年迎来了高潮——在横厅的两端加建了带有华丽门廊和大型玫瑰窗的外立面。
祭坛的修建工程还在继续，与中厅类似，沿祭坛右侧和环半圆形后殿的周边也加建了小礼拜堂。祭坛和圣坛已经占据了中厅以东的位置，并以石雕围栏所间隔，该围栏于14世纪中叶完工。
此后，大教堂的整体外观几乎没有任何变化。直到路易十四统治末期，从1699年起，大型修建与改建工程再度启动。
至此，巴黎圣母院的基本建筑格局就这样奠定了，其后几个世纪的修补调整也仅在局部和装饰层面。
主要工程不同阶段平面示意图（G. Chaumet, Plemo 3D）
大教堂是古代欧洲最烧钱的东西
2019年~2023年间，法国方面累计投入10亿余美元进行巴黎圣母院的重建与修缮工作。
上面提到，从 12 世纪 60 年代到 14 世纪末，巴黎圣母院旷日持久的修建工程延续了长达两个世纪。这样浩繁的工程注定要面对两个问题：谁出钱？怎么建？因此，大教堂工程的资金筹集和建筑设计、建材选择就成了很重要的问题。
自 5 世纪以来，教会法就规定，每座教堂的收入和善款的四分之一应专门用于宗教建筑的维护和修理。这一预算可以出自主教或参议会的收入，也可以来自信徒捐赠的善款。所以，神职人员自掏腰包、信徒捐款成为巴黎圣母院大教堂修建的主要资金支持。
巴黎圣母院的中厅，上部屋顶为铅制
为了增加收入以进行运营和建设，教会还开辟了另一个重要的渠道：葬礼服务。当逝者要安葬在教堂的墓地时，就需要向财产管理委员会支付一笔相当昂贵的费用，而这笔款项是专用于大教堂神职人员的入殓相关事宜。例如总铎彼得·德·法耶尔（卒于1344 年）就安葬在半圆形后殿中轴线一侧的回廊处，离由他所捐建的祭坛围栏中部并不远。
