Anglo-Saxon
Prima clădire creștină de pe acest loc a fost fondată de Etheldreda, fiica regelui Angliei de Est, care a înființat și condus o mănăstire la Ely în 673, iar la moartea sa a fost construit un altar în memoria sa.
Norman
Catedrala Starețului Simeon
Actuala catedrală a fost începută de abatele Simeon (1082-1094) în 1083. Biserica anglo-saxonă a fost demolată, dar unele dintre relicvele sale, cum ar fi rămășițele binefăcătorilor săi, au fost mutate în catedrală. Transepturile principale au fost construite devreme, traversând naosul sub un turn central, și sunt cea mai veche parte supraviețuitoare a catedralei. Lucrările de construcție au continuat pe tot parcursul secolului al XII-lea. Transepturile vestice și turnul au fost finalizate într-un stil romanic exuberant, cu un decor bogat de arcuri întretăiate și muluri complexe.
Elemente gotice timpurii
Un pridvor "Galilee" a fost adăugat sub episcopul Eustace (1198-1215) în stil gotic englezesc timpuriu. Inițial a fost o structură cu două etaje în care se puteau aduna procesiunile liturgice înainte de a intra în naos. A fost deschis într-un singur spațiu boltit în secolul al XVIII-lea. Mai multe detalii ale decorului său, în special "arcurile sincopate" și utilizarea de arbori de marmură Purbeck, reflectă influența corului St Hugh's Choir din Catedrala Lincoln, construit cu câțiva ani mai devreme.
În 1234 au început lucrările la un nou capăt estic, înlocuind corul normand scurt cu o structură mult mai grandioasă, cu 10 travee. Corul de la Northwold, finalizat în jurul anului 1252, a adoptat câteva dintre elementele stilistice deja folosite în pridvorul Galileii.
Mai târziu
În timpul desființării mănăstirilor de către Henric al VIII-lea, mănăstirea Ely a fost desființată în 1539. Ely a suferit mai puțin decât multe alte mănăstiri, dar chiar și așa, statuile au fost distruse împreună cu sculpturile și vitraliile. Altarul Sfintei Etheldreda a fost distrus.
Catedrala a fost reînființată cu un Capitoliu de opt canonici în 1541, la fel ca și Școala Regală. Robert Steward, ultimul stareț al mănăstirii, a devenit primul decan.