Zwischen 1024 und 1030 wurde mit dem Dombau begonnen. 1061 war der größte Kirchenbau der damaligen Welt fertig und der Dom wurde geweiht. 1981 wurde der romanische Kirchenbau in die UNESCO-Welterbeliste aufgenommen.
Seine Entstehung verdankt der Dom zu Speyer dem salischen Kaiser Konrad II. Dieser verfolgte nach seiner Wahl zum König das ehrgeizige Ziel, die größte Kirche seiner Epoche zu errichten. Die Weihe des Doms im Jahr 1061 erlebte Konrad nicht mehr. Sein Enkel Heinrich IV. ließ den Dom bereits ab 1080 von Grund auf umbauen und gab ihm seine heutige Gestalt. Heute ist der Speyerer Dom, nach der Zerstörung der Abteikirche von Cluny, die größte romanische Kirche überhaupt.
Vier Kaiser, drei Kaiserinnen und Könige aus den Häusern Habsburg, Staufen und Nassau sind hier begraben. Der Dom ist damit die bedeutendste Grablege des Mittelalters auf deutschem Boden.
Die Überwölbung des Mittelschiffs war die erste Wölbung dieser Größenordnung seit der Antike. Das Gewölbesystem, in dem einem Joch des Mittelschiffes je zwei Joche eines Seitenschiffs zugeordnet sind, ging als das „gebundene System“ in die Kunstgeschichte ein. Auch ist der Speyerer Dom die erste Kirche mit einer vollständig umlaufenden, begehbaren Zwerggalerie.
Auf Grund der Zerstörungen des pfälzischen Erbfolgekrieges und der Verwüstungen während der französischen Revolution erscheint der Dom heute im Innern relativ leer und schmucklos. Die rhythmische Gliederung des Baus und die romanische Formensprache kommen allerdings umso eindrücklicher zur Geltung.
Der frühesten Bauphase des Domes entstammt die Krypta; sie wurde wohl 1043 geweiht. Diese Unterkirche erstreckt sich unter dem gesamten Chorraum und Querhaus. Vier Raumteile vereinigen sich zu einer weiten Hallenkrypta, die zu der größten ihrer Art gehört. Die Gewölbe sind mit fast sieben Metern für eine Unterkirche ungewöhnlich hoch. Charakteristisch sind die Gurtbögen aus abwechselnd rotem und gelbem Sandstein. Hier ist die göttliche Ordnung versinnbildlicht, die dem Leben des christlichen Menschen Struktur und Sinn gibt.
Von der Krypta aus erreicht man die schlichte Grablege der mittelalterlichen Kaiser und Könige. Sie wurde Anfang des 20. Jahrhunderts in ihrer heutigen Form gestaltet und überwölbt. Die Steinsarkophage, zum Teil noch im Original erhalten, bergen die sterblichen Überreste der vier salischen Kaiser, zweier Kaiserinnen und eines Kindes. Darüber hinaus ließen sich über 200 Jahre hinweg Herrscher weiterer Dynastien hier bestatten.
Der über der Vorhalle gelegene Kaisersaal beherbergt neun monumentale Fresken des Malers Johann Baptist Schraudolph, die ehemals an den Wänden des Querhauses zu sehen waren. Im Zuge der großen Domrestaurierung wurden sie Mitte des 20. Jahrhunderts von dort entfernt und zunächst verwahrt. 2012 kamen sie zurück in den Dom in den dafür eigens völlig neu gestalteten Kaisersaal. Die Bilder zeigen Szenen aus dem Leben des heiligen Bernhard von Clairvaux, des heiligen Erzmärtyrers Stephanus und des Papstes Stephan I, dessen Kopfreliquie im Dom verehrt wird. Höhepunkt ist die „Marienkrönung“, die bis 1957 in der Apsis des Chorraums angebracht war und eine Grundfläche von 70 Quadratmetern besitzt.
Auf dem Südwestturm des Doms befindet sich in rund 60 Metern Höhe eine Aussichtsplattform. Der Aufstieg beginnt in der Vorhalle und führt über zunächst 90 Stufen in den Kaisersaal. Von dort aus geht es über 214 weitere Stufen hinauf zur Turmspitze. Auf einer neuen Betontreppe, die sich nach oben in einer Stahltreppe fortsetzt, gelangt man mit etwas Ausdauer bequem nach oben.
Von der Aussichtsplattform aus bietet sich ein einzigartiger Rundblick über die Stadt Speyer und die Rheinebene. An Tagen mit guter Fernsicht überblickt man eine Entfernung von mehr als 50 Kilometern.
Der Dom ist die Mutterkirche des Bistums Speyer, das zu den ältesten auf dem Gebiet des heutigen Deutschland zählt. 2008 kam Dr. Karl-Heinz Wiesemann als 96. Bischof von Speyer ins Amt. Sein Stuhl im Speyerer Dom, die „Kathedra“, macht den Dom zur Kathedrale.
Ein reges Gemeindeleben prägt heute den fast tausendjährigen Kirchenbau. Die Gemeinde Mariä Himmelfahrt, mit zur Zeit mehr als 5.000 Gläubigen, ist Teil der Dompfarrei Pax Christi.
Geweiht ist der Dom der Gottesmutter Maria und dem heiligen Erzmärtyrer Stephanus. Das Gnadenbild der „Patrona Spirensis“, das 1794 von französischen Revolutionstruppen verbrannt wurde, ließ ihn zu der bedeutendsten Wallfahrtsstätte des Bistums werden. Bernhard von Clairvaux, der große Zisterzienserabt und Heilige, soll vor dem Bild dem Lied „Salve Regina“ die drei Anrufungen „o clemens, o pia, o dulcis virgo Maria“ angefügt haben. Vor dem neuen Wallfahrtsbild, das 1930 von Papst Pius XI. dem Dom geschenkt wurde, betete in ihrem letzten Speyerer Jahr die heilige Edith Stein, und auch Papst Johannes Paul II. kniete bei seinem Besuch in Speyer am 4. Mai 1987 vor der Madonna.
Im Lauf der Zeit haben sich immer wieder wichtige historische Ereignisse im Dom oder vor seinen Mauern zugetragen. 1146 besuchte der Heilige Bernhard von Clairvaux Speyer, um hier König Konrad III. zum Kreuzzug zu bewegen. 1193 wurde vor dem Dom der englische König Richard Löwenherz als Gefangener von Herzog Leopold von Österreich an Kaiser Heinrich VI. übergeben. Im Frühjahr 1529 protestierten 6 Fürsten und 14 freie Reichsstädte gegen den Beschluss des zweiten Speyerer Reichstags, dass die reformatorischen Neuerungen eingestellt werden müssten. In den 1980er- und 1990er-Jahren erlangte der Dom erneut internationale Bedeutung. Bundeskanzler Helmut Kohl besuchte die romanische Kathedrale zusammen mit zahlreichen Staatsoberhäuptern, darunter Margret Thatcher, Michael Gorbatschow und George Bush sr. Das Requiem für Helmut Kohl, an dem unter anderem auch Bill Clinton teilnahm, wurde von 2,5 Mio. Menschen am Fernseher verfolgt.