ในปี ค.ศ. 1203 พระเจ้าจอห์นแห่งอังกฤษ ได้ทำให้เกิดไฟไหม้อาสนวิหารหลังเดิมที่สร้างในแบบสถาปัตยกรรมโรมาเนสก์ จึงมีพระราชประสงค์ให้สร้างหลังใหม่ขึ้นโดยพระองค์เป็นผู้สนับสนุนค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างทั้งหมด โดยได้เริ่มการก่อสร้างขึ้นในเดือนกันยายนในปีเดียวกันนั้น โดยได้ทรงมอบหมายให้มุขนายกฌ็องที่ 7 แห่งลีโซแน เป็นผู้ควบคุมการก่อสร้าง

ต่อมาในปี ค.ศ. 1231 ซึ่งเป็นปีมรณภาพของมุขนายกฌ็องที่ 7 แห่งลีโซแน ส่วนบริเวณกลางโบสถ์ก็สร้างเสร็จสิ้นโดยมุขนายกองค์ต่อมา คือ เกลม็อง เดอ วีเทร มารับช่วงต่อในการก่อสร้างบริเวณแขนกางเขนและบริเวณร้องเพลงสวดที่มีด้านนอกแบบเรียบง่าย ซึ่งต่อมาเรลิกของนักบุญแซมซันได้นำมาซึ่งนักแสวงบุญมากมาย จึงมีความจำเป็นในการต่อเติมส่วนของจรมุขขึ้นเพิ่มเติม โดยมุขนายกเกลม็อง เดอ วีเทร ได้ว่าจ้างช่างฝีมือเยี่ยมจากอาสนวิหารแห่งอื่นมาใช้ก่อสร้างในวิธีแบบใหม่ โดยใช้รากฐานของอาสนวิหารเดิมแบบโรมาเนสก์ และสร้างต่อเติมขึ้นเป็นแบบกอทิกแบบนอร์มัน ซึ่งได้ดำเนินมาตลอดคริสต์ศตวรรษที่ 13 ส่วนสุดท้าย ได้แก่ บริเวณร้องเพลงสวด และจรมุข รวมถึงโบสถ์น้อยข้างจำนวนสิบแห่ง ได้สร้างเสร็จราวปี ค.ศ. 1279 ซึ่งก็ถือเป็นการสร้างเสร็จและใช้งานได้ ยกเว้นเพียงส่วนของหอระฆังกอทิกทั้งสองข้าง ซึ่งกำลังดำเนินไปเรื่อยๆ

บริเวณมุขทางเข้าขนาดใหญ่ซึ่งตั้งอยู่บริเวณปลายแขนกางเขนฝั่งทิศใต้ได้สร้างขึ้นระหว่างคริสต์ศตวรรษที่ 14 และ 15 และในช่วงเดียวกันนั้น ได้มีการสร้างหอประชุมนักบวชขึ้นที่บริเวณทิศตะวันตก และห้องเก็บสมบัติบริเวณทิศตะวันออก รวมถึงโบสถ์น้อยขนาดใหญ่ที่ตั้งอยู่บริเวณปลายสุดของบริเวณร้องเพลงสวดอีกด้วย