Anglosassone
Il primo edificio cristiano sul sito fu fondato da Etheldreda, figlia del re dell'Anglia orientale, che fondò e governò un monastero a Ely nel 673 e, quando morì, fu costruito un santuario in sua memoria.
Norman
Cattedrale dell'Abate Simeone
L'attuale cattedrale fu iniziata dall'abate Simeone (1082-1094) nel 1083. La chiesa anglosassone fu demolita, ma alcune delle sue reliquie, come i resti dei suoi benefattori, furono trasferite nella cattedrale. I transetti principali furono costruiti presto, attraversando la navata sotto una torre centrale, e sono la parte più antica sopravvissuta della cattedrale. I lavori di costruzione continuarono per tutto il XII secolo. I transetti occidentali e la torre furono completati in un esuberante stile romanico con una ricca decorazione di archi intersecanti e modanature complesse.
Elementi del primo gotico
Un portico 'Galilea' fu aggiunto sotto il vescovo Eustachio (1198-1215) in stile gotico inglese. Originariamente era una struttura a due piani dove le processioni liturgiche potevano riunirsi prima di entrare nella navata. Fu aperta in un unico spazio a volta nel XVIII secolo. Diversi dettagli della sua decorazione, in particolare gli "archi sincopati" e l'uso di fusti di marmo di Purbeck, riflettono l'influenza del coro di St Hugh della cattedrale di Lincoln, costruito pochi anni prima.
I lavori iniziarono su una nuova estremità orientale nel 1234, sostituendo il breve coro normanno con una struttura molto più grande a 10 campate. Il presbiterio di Northwold, completato intorno al 1252, adottò molti degli elementi stilistici già usati nel portico della Galilea.
Più tardi
Durante la dissoluzione dei monasteri da parte di Enrico VIII, il monastero di Ely fu sciolto nel 1539. Ely soffrì meno di molti altri monasteri, ma anche così, le statue furono distrutte insieme alle sculture e alle vetrate. Il santuario di Santa Etheldreda fu distrutto.
La cattedrale fu rifondata con un capitolo di otto canonici nel 1541, così come la Kings School. Robert Steward, l'ultimo priore del monastero, divenne il primo decano.