С 1234 г. здесь находилась резиденция богатого и влиятельного епископа, и очень скоро Тарту приобрел значение важного центра торговли с Новгородом и Псковом. Выгодная торговля приносила большие доходы городу и сделала уже начиная с XIII в. возможным сооружение многочисленных монументальных культовых построек. Однако Тарту очень пострадал в войнах XVI—XVIII вв., и средневековых построек здесь сохранилось немного. В архитектуре сооружений XIV в. имеются кое-какие общие черты, что дает право говорить о тартуской архитектурной школе. Самым монументальным культовым зданием средневековья не только в Тарту, но и в Эстонии в целом является собор, существующий в том виде, какой он получил в XV в. после многократных перестроек.

Это был единственный во всей Ливонии храм того времени с двумя башнями на западном фасаде. В войнах второй половины XVI и начала XVII вв. собор подвергся ограблению, был заброшен и начал разваливаться. В 1770-х гг. была снесена верхняя часть башен. В начале XIX в, алтарная часть рунн была перестроена для нужд университетской библиотеки, а в 1927 г. перестройке подверглась и восточная часть церкви — по две травей в каждом нефе. Продольная часть тартуского собора была трехнефной базиликой.

Травей среднего нефа продолговатые, вытянутые по оси север—юг, они более чем вдвое шире квадратных травей боковых нефов. Своды нефов не уцелели. Все опоры — восьмигранные столбы с круглыми в сечении служебными колонками. В каждом нефе было по восемь травей, так что общее число столбов было семь в каждом ряду. С южной и северной стороны на всем протяжении храма к боковым нефам примыкали капеллы, расположенные между контрфорсами.

На северной стороне уцелели все стены капелл (кроме перестроенных) , на южной стороне — только три. Под верхними окнами среднего нефа имеется ряд ниш, образующий псевдотрифорий.