Sens heeft de eerste gotische kathedraal van het Christendom. Die wordt qua grandeur vergeleken met de Notre-Dame in Parijs. De façade van de Saint-Etienne is imposant en tegelijkertijd elegant. Dit is de moeder van alle grote Franse gotische kathedralen; Reims, Parijs, Chartres en Bourg, maar ook van de kathedraal van Canterbury.
De bouw startte rond 1130 in opdracht van aartsbisschop Henri Sanglier. Hij wilde de kathedraal uit 982 vervangen door een bouwwerk dat de kerkelijke metropool waardig was. Sens stond immers aan het hoofd van een grote kerkelijke provincie waaronder ook Chartres, Auxerre, Meaux, Parijs, Orléans, Nevers en Troyes vielen.
Terwijl overal nog in Romaanse stijl werd gebouwd, werd in Sens voor het eerst geëxperimenteerd met een revolutionair nieuw concept voor de gewelven: de kruisribgewelven. In de 13e eeuw werden de vensters van de kathedraal vergroot en zijn kapellen toegevoegd. Het transept in de flamboyante gotische stijl dateert uit het eind van de 15e eeuw. Het middenschip is licht en zeer breed (15,25 meter).
De oudste glas-in-lood vensters dateren uit de 12e eeuw en de jongste uit de 19e eeuw. Ze laten de ontwikkeling van glas-in-lood vensters door de geschiedenis heen zien. De vensters in het transept, met name van het Laatste Oordeel (zuidelijke kant) en het Hemelse Concert (noordzijde) vormen een bijzonder geheel. Ze zijn in het begin van de 16e eeuw gemaakt. Een ander venster vertelt het verhaal van de aartsbisschop van Canterbury, Thomas Becket, die naar Sens vluchtte en bij terugkeer in Engeland werd gedood door de Engelse koning.
De Dauphin, de in 1765 overleden zoon van koning Louis XV, en zijn vrouw wilden hier begraven worden. Hun grafmonument is te zien in de Chapelle Sainte-Colombe. De graftegel ligt in het koor van de kerk. In de kathedraal bleven verder veel kunstwerken bewaard die zijn verbonden met de aartsbisschoppen.
De aartsbisschoppen woonden vanaf het begin van de middeleeuwen tot aan de 19e eeuw naast de kathedraal Saint-Etienne. Hun paleis staat in het verlengde van de kathedraal. Het paleis voor de synodes (kerkvergaderingen), met de gekleurde dakpannen, is in de 13e eeuw gebouwd. Het geheel getuigt van het glorieuze religieuze verleden en van de enorme invloed die Sens had.
De kathedraal is dagelijks van 8.00 tot 18.00 uur open voor bezichtiging, behalve wanneer er een mis plaatsvindt. Op panelen wordt, ook in het Engels, uitleg gegeven over het bouwwerk, de belangrijkste architectonische kenmerken, monumenten en kapelletjes. Op een aantal plaatsen zijn QR-codes aanwezig om, via een smartphone, onderdelen van de audiogids te beluisteren. Eventueel is via het Toeristenbureau een audiogids te huur. ’s Zomers is er een modern lichtspektakel op de gevel van de kathedraal.