Les parties les plus anciennes de la cathédrale datent de l'époque romane. Il s'agit du mur sud du chœur et des parois nord et sud de l'ancienne nef. On peut facilement en observer une portion depuis le square du Cardinal Saliège ; elle est visible au niveau de la nef actuelle, où le mur est en léger relief. Elle comporte deux oculi, une petite porte couverte d'un arc en plein-cintre et deux contreforts imbriqués dans les contreforts gothiques.

L'édifice roman était plus court que la nef actuelle. On estime qu'il faisait 20 mètres de large sur 85 mètres de long. Selon toute vraisemblance, il se composait d'un massif occidental à deux tours, d'une nef à trois vaisseaux et d'un chevet tripartite en prolongement. Les bas-côtés étaient percés par des oculi à l'ouest, surmontés d'une tribune et consolidés par des contreforts. Sa construction s'étale probablement entre l'épiscopat de l'évêque Isarn (1071 à 1105) et se poursuit sous celui de son successeur Amiel (1105 à 1139).

Reconstitution - Cette reconstitution permet d'imaginer à quoi pouvait ressembler la cathédrale au XII^e siècle. L'emplacement actuel de la cathédrale est signalé sur le dessin en orange. Dessin Studio Différemment.

L'édification de la cathédrale est liée à une politique de redressement de l'Eglise, en pleine crise depuis le Xe siècle. La papauté encourage une réforme destinée à rétablir la discipline au sein du clergé, faire changer ses mœurs et conforter son indépendance face aux laïcs. L'évêque Isarn, notamment influencé par l'action du monastère de Cluny, introduit cette réforme à Toulouse en 1073. Il fait rédiger une charte dans laquelle il est exigé :
« Que tous les clercs mangent ensemble, dorment ensemble. Que la nourriture et le vêtement soient communs à tous selon la prescription de la tradition apostolique. Que la liberté d'aller et de circuler en quelque lieu que ce soit ne soit accordée qu'avec la permission de leur prieur, de sorte qu'existe un seul esprit, une seule âme pour ceux qui n'ont qu'un seul Dieu, une seule foi, un seul baptême ».
Isarn fait construire les bâtiments nécessaires à cette vie en communauté. Un cloître, une salle capitulaire et un grand réfectoire sont édifiés au sud et à l'est de la cathédrale. Ils s'ajoutent au groupe des églises Saint-Étienne et Saint-Jacques. Le quartier, très probablement clôturé, se développe dans un espace de 2,3 hectares. Il est délimité à l'est par le rempart de la ville. Trois passages voûtés, au nord, au sud et à l'ouest ouvrent sur la ville mais sont fermés à la nuit tombée. La cathédrale se situe en bordure de ce quartier pour permettre au peuple d'y pénétrer plus facilement.
Les célèbres ateliers de sculpteurs de Moissac et de Saint-Sernin participent à l'ornementation de ce vaste ensemble architectural. Une partie de leur production peut encore être appréciée malgré la quasi-complète disparition des bâtiments romans. Les chapiteaux de la nef ainsi que cinq autres visibles dans la tribune proviennent de l'ancienne cathédrale. Ils peuvent être rapprochés de ceux datés des années 1100-1110 de la basilique Saint-Sernin. Le musée des Augustins de Toulouse conserve de magnifiques sculptures provenant du cloître et de la salle capitulaire, dont certaines sont attribuées à Gilabertus, l'un des artistes majeurs de l'art roman.

Chapiteau de la mort de saint Jean-Baptiste. - La Mort de saint Jean-Baptiste partie d'un ensemble de sculptures, chapiteau engagé de colonnes jumelles, relief. Attribué à Gilabertus, entre 1120 et 1140. Provient peut-être du cloître de Saint-Etienne. Photographie D. Martin. Ville de Toulouse, Musée des Augustins, Me31-2.

Aux XIIe et XIIIe siècles, de nombreuses donations enrichissent considérablement l'église Saint-Étienne et permettent de reconstruire la cathédrale dans le goût de l'époque : le gothique. Le chantier se déroule sous la direction de l'évêque Foulque (1206-1231), dont l'épiscopat est marqué par la croisade contre les « Albigeois ».
Les travaux s'étalent sur la première moitié du XIIIe siècle. En cours de chantier, il est décidé que la nef serait voûtée plus bas que prévu. L'édifice mesurait en tout approximativement 100 mètres de long. Aujourd'hui, il ne reste que trois travées de la nef.

Plan de la cathédrale, d'après Quitterie Cazes.

Cette nouvelle cathédrale est considérée comme le premier exemple du « gothique méridional », dont la principale caractéristique est la nef unique. Ce grand volume simple entièrement dégagé a pour avantages d'être très résistant et de permettre une meilleure diffusion de la lumière et de la parole. Ce dernier atout n'est pas négligeable pendant la lutte contre les « Albigeois », où les prédications prennent beaucoup d'importance pendant la messe car elles permettent d'enseigner et de diffuser la parole de Dieu. Inspirée par des traditions architecturales locales, elle est à la recherche d'espace, de monumentalité et de légèreté.
Ce courant architectural s'étend en réalité bien au-delà du sud-ouest de la France et prend en partie ses sources dans l'art cistercien. Presque tout le poids des voûtes d'ogives ou de la charpente est porté par d'énormes contreforts. Ainsi les murs sont minces et portent peu de charge, ce qui permet d'ouvrir de longues fenêtres.
La grande rose encadrée des deux baies du portail qui donne sur la place Saint-Étienne évoque l'art cistercien.

Portail de la nef. - La rose est toujours visible. Des travaux au XVe siècle ont modifié le portail d'origine, dont l'organisation peut s'observer depuis l'intérieur du bâtiment. photographie L.-E. Friquart, L. Krispin © Ville Toulouse, © Inventaire général Région Midi-Pyrénées.

L'évêque Bertrand de l'Isle-Jourdain (1270-1286) entreprend de faire reconstruire Saint-Étienne. Les travaux commencent par le chœur qui, dans un premier temps, englobe l'ancien édifice. La nouvelle cathédrale doit être plus grande, en pierre (plus luxueuse que la brique) et plus monumentale.
Ce projet, très ambitieux, est stimulé par les chantiers prestigieux de plusieurs cathédrales qui s'ouvrent dans le dernier tiers du XIIIe siècle : Narbonne, Rodez, Agen, Carcassonne. Tous ces édifices adoptent le gothique rayonnant, d'origine parisienne. Les évêques veulent par ce choix montrer la puissance de leur diocèse. Il témoigne aussi du rattachement en 1271 du comté de Toulouse à la couronne de France.

Intérieur du chœur de Saint-Étienne - Photographie J.-F. Peiré, 1992 © Inventaire général Région Midi-Pyrénées. Malgré l'adoption de l'art du nord, l'utilisation de piles circulaires plutôt que de piliers fasciculés forme une originalité également visible à Narbonne.

La mort de Bertrand de l'Isle-Jourdain en 1286 provoque le ralentissement des travaux alors que le chœur n'est pas terminé. En 1317, l'évêché de Toulouse est érigé en archevêché suite à son démantèlement par le pape Jean XXII. La diminution de son territoire entraîne une baisse de ses revenus. Par manque de moyens, les travaux s'arrêtent et une toiture provisoire est jetée au-dessus du chœur.
La vie à l'intérieur du quartier canonial a beaucoup évolué depuis la réforme de l'évêque Isarn. Les chanoines respectent moins les règles de vie commune et tentent d'échapper à tout contrôle. Le pape Jean XXII cherche à reprendre la main en doublant leur effectif en 1324. Mais sur les vingt-quatre nouveaux chanoines, vingt-deux seront nommés par le chapitre de Saint-Étienne avant d'en informer le Pape.
Illustration 8 : ADHG 4 G 205, II-4-6, 4 G 205, II-4-11.

Dans la première moitié du XIVe siècle des travaux sont entrepris pour finir le chœur : les chapelles et le déambulatoire sont voûtés.
Sous l'épiscopat de Pierre du Moulin (1439-1451), un grand portail gothique est inséré dans la façade. L'évêque le fait construire face au collatéral sud du chœur. Ce choix montre peut-être la volonté d'achever la cathédrale et de créer un immense portail dans l'alignement du chœur.
L'archevêque Bernard de Rousergue (1451-1475) fait également entreprendre des travaux et participe à l'embellissement de la cathédrale. Il agrandit le chœur au nord-ouest. Il fait construire la chapelle sud à l'entrée de l'église (chapelle de l'Agonie), abandonnant sans doute les projets de ses prédécesseurs de bâtir une nouvelle nef. Il commande enfin un buffet d'orgue exceptionnel ainsi que des stalles de chœur.

Chapelle sud de la nef et agrandissements du chœur (XVe siècle) - Plan de la cathédrale d'après Quitterie Cazes.

Au XVIe siècle de nouveaux chantiers s'ouvrent dans l'édifice. En 1518, la grande sacristie est construite au nord-est du chœur par le maître d'œuvre Jean Clari.

Sacristie (XVIe siècle) - Plan de la cathédrale d'après Quitterie Cazes.

L'archevêque Jean d'Orléans (1503-1533) a de grands projets pour sa cathédrale. Probablement influencé par les travaux d'embellissement menés à Albi et Mirepoix à la même époque, il cherche à finir le chœur de Bertrand de l'Isle. Il rehausse les contreforts extérieurs dans l'objectif de surélever la grande voûte et agrandit la partie sud du chœur. Il fait dresser une immense pile cylindrique pour construire un transept, qui ne sera jamais réalisé. Enfin, au nord de la nef, il fait construire un grand clocher contre le clocher roman. Les travaux s'arrêtent à sa mort.

Clocher, pilier de transept et agrandissements du chœur (XVIe siècle) - Plan de la cathédrale d'après Quitterie Cazes.

La vie du chapitre continue à changer au XIVe siècle. Les chanoines ne respectent plus la règle de vie qui leur avait été imposée. Ils vivent dans des maisons individuelles et sont entourés de tout un personnel (cuisinier, boulanger, barbier, etc.). Ainsi en 1349 cent trente-sept personnes ont été recensées à l'intérieur du quartier canonial ! Cette transformation est officialisée par une bulle du pape Jules II le 30 septembre 1510, qui convertit le chapitre régulier, donc obéissant à une règle, en chapitre séculier, vivant dans le siècle comme les laïcs.
En 1592, le cardinal de Joyeuse procède enfin à la dédicace de la cathédrale et l'autel majeur est consacré.

Le 9 décembre 1609, un terrible incendie se propage dans la charpente et ravage le chœur de l'édifice. L'émotion suscitée par ce drame entraîne l'aide de la population et des pouvoirs publics, désireux de voir reconstruire l'édifice.
L'archevêque et le chapitre profitent de cette vague de générosité pour voûter la cathédrale et éviter qu'une telle catastrophe se reproduise. Le maître maçon Pierre Levesville est choisi pour mener à bien les travaux. Il surélève les contreforts et lance les arcs-boutants pour soutenir les voûtes d'ogives. Il reprend la construction à partir du triforium en élevant les murs du vaisseau central du chœur, sans toutefois atteindre la hauteur prévue du temps de Bertrand de l'Isle. Il perce de grandes fenêtres dont le décor forme un réseau de pierre dans le style du gothique flamboyant.

Voûtes - Photographie L. Decomble, 2011 © Ville Toulouse, © Inventaire général Région Midi-Pyrénées.

Les stalles et le buffet d'orgue sont remplacés. Le dessin des nouvelles stalles est commandé à Pierre Monge et l'exécution en est confiée aux menuisiers Antoine Morizot et Louis Behorri. L'orgue est de la main d'Antoine Lefèbvre. Un jubé de pierre séparant l'espace du chœur de celui de la nef est également réalisé.

Stalles - Photographie L. Decomble, 2011 © Ville Toulouse, © Inventaire général Région Midi-Pyrénées.

Le chœur est enrichit d'un monumental retable pour le maître autel. Il est conçu entre 1667 et 1670 par l'architecte Pierre Mercier et le sculpteur Gervais Drouet. Les chapelles autour du choeur reçoivent de nouveaux décors, notamment des retables en marbre, dans le dernier tiers du XVII^e siècle.

Retable du maître-autel - Photographie J.-F. Peiré 1992 © Inventaire général Région Midi-Pyrénées.

Peu de travaux sont menés au XVIIIe siècle. En 1727, des statues d'évangélistes commandées à Marc Arcis, sculpteur du roi, sont placées dans les niches du retable majeur. Cet artiste est également l'auteur de l'autel en marbre, consacré par l'archevêque Louis de Grillon le 21 mars 1735. Les chanoines décident en 1764 de fermer le chœur par des grilles en fer forgé, dont la réalisation est confiée au serrurier Ortet.

Grilles de chœur - Photographie P. Poitou, 2011 © Inventaire général Région Midi-Pyrénées.

L'histoire de la cathédrale est marquée par la période révolutionnaire. En France, l'Assemblée constituante cherche à établir une Église nouvelle. Les biens du clergé sont confisqués, les ordres religieux supprimés et l'autorité du pape rejetée. Les nouveaux prêtres doivent être élus et prêter serment à la Constitution civile du clergé. Ce nouveau clergé constitutionnel doit quitter l'habit religieux pour une tenue civile et marier ses membres, sous peine d'emprisonnement.

« Je jure de maintenir de tout mon pouvoir la Constitution » - Plat commémoratif de la Constitution civile du clergé (1790). Musée Bernay.

Les prêtres toulousains sont convoqués le 6 mars 1791. La séance se déroule dans la cathédrale. La majorité des religieux refuse de prêter serment à la Constitution et doit fuir. Le père Sermet, favorable aux idées nouvelles, est élu évêque le 27 mars.
Le culte constitutionnel est interdit à son tour. La cathédrale est fermée en mars 1794. Le quartier canonial, qui n'a plus de raisons d'être, est peu à peu détruit. Le cloître est démoli en 1799. L'église subit de nombreuses destructions. Les statues du portail sont renversées, la cloche Cardailhac est jetée depuis le clocher et le mobilier est en partie détruit. Le chœur sert d'entrepôt pour le mobilier des églises supprimées.
La nef de Saint-Étienne devient le lieu des célébrations révolutionnaires. Elle est transformée en temple de la déesse Raison puis reçoit le culte de l'Être suprême. S'y déroulent ensuite les cérémonies du culte décadaire, pendant lesquelles les lois sont lues et le civisme glorifié.

Strasbourg, Temple de la Raison, 1793-1794. - Gravure, 1793-94, extraite de J. Ch. Dieterich : Revolutions-Almanach von 1795.

La persécution des religieux prend fin avec le Concordat de 1801, convention signée entre Napoléon Bonaparte et la papauté. Le christianisme reprend sa place dominante dans la société. Après douze années de troubles, la cathédrale est rendue au culte catholique. Dans un état de ruines, elle a perdu beaucoup de ses richesses.

Les archevêques, les curés et les paroissiens de la cathédrale tentent au XIXe siècle de redonner son éclat à l'édifice. Les baies sont fermées par la mise en place de vitraux, peu à peu complétés avec les débris provenant des églises supprimées. Des décors néoclassiques viennent orner les chapelles. Saint-Vincent-de-Paul et Saint-François-Xavier reçoivent un décor de peintures murales à la romaine dans la première moitié du XIXe siècle. Dans le même temps, une partie des œuvres quitte la cathédrale pour être conservée et exposée au musée des Augustins.
Dans les années 1830-1840, Saint-Étienne est ornée de vitraux, peintures et mobilier de style néogothique. En 1839, la proposition de Alexandre Dumège de « rétablir l'état ancien du chœur […] avant l'introduction du mauvais goût du XVIIIe siècle » témoigne bien du désir de l'époque d'unifier les monuments en privilégiant un seul style. Les restaurations des chapelles du chœur par l'architecte Jacques Jean Esquié entre 1848 et 1868 vont dans ce sens. La chapelle des reliques est restaurée par Auguste Virebent de 1842 à 1847. Le retable de l'autel de paroisse est composé en 1847-1848 grâce à la récupération d'éléments de provenances diverses.

Chapelle des reliques - Photographie Ph. Poitou, 2011. © Inventaire général Région Midi-Pyrénées.

Les projets de restauration concernent également l'édifice en lui-même. L'idée d'achever la cathédrale en remplaçant l'ancienne nef avait déjà été esquissée par le peintre de la ville Guillaume Cammas en 1780. Cette ambition se retrouve dans les propositions des architectes Auguste Virebent en 1821, Léopold Petit en 1864 et Gazagne en 1888. Le cardinal Desprez organise même une loterie pour réunir l'argent nécessaire aux travaux en 1864.
C'est finalement le projet de l'architecte en chef des Monuments Historiques Auguste Saint-Anne de Louzier qui est retenu en 1911. Il propose un compromis entre les défenseurs de la conservation de l'édifice dans sa totalité et les partisans de la reconstruction de la nef. Celle-ci doit être conservée mais augmentée par un bas-côté dans le prolongement du déambulatoire nord du chœur, pour rééquilibrer le bâtiment. Au niveau de la jonction des parties, une entrée monumentale doit être édifiée dans un style néo XVe siècle. L'îlot en face de ce portail sera détruit et remplacé par un jardin public.

La construction moderne, 13 mai 1911. Archives municipales de Toulouse, 38 Fi 1.

Les travaux commencent et entraînent la destruction de la chapelle du Purgatoire du XVe siècle, de la partie nord du transept de Pierre Levesville et de l'angle nord-est du massif occidental roman. La façade nord est terminée en 1937. Son portail est inspiré de celui donnant sur la place Saint-Étienne. La seconde Guerre Mondiale interrompt les travaux : le bas-côté qui devait longer la vieille nef n'est pas édifié. Ces aménagements ont considérablement affaiblis la structure de la cathédrale, entraînant les réparations des successeurs d'Auguste Saint-Anne de Louzier : Louis-Jean Hulot et Sylvain Stym-Popper.
Plusieurs campagnes de fouilles à la fin du XXe siècle ont permis de mieux comprendre l'histoire extrêmement riche de la cathédrale. Le manque d'argent a empêché la destruction de la nef gothique, permettant aujourd'hui d'admirer dans la cathédrale huit siècles de la plus belle architecture religieuse du Midi de la France.