Su construcción comienza a finales del siglo XIX por el Marqués de Cubas, sobre el primer recinto
amurallado del
Madrid musulmán, y finaliza en el año 1993.
Su elemento principal es la
cúpula, que es doble; Vista
gótica desde el interior, pero desde el exterior con reminiscencias barrocas. Presenta un tambor octogonal en el que cuatro grandes agujeros térmicos y una pequeña linterna como disparo abierto. La cubierta es de pizarra oscura. A modo de pináculos, doce
estatuas que representan a los apóstoles del
escultor Luis Sanguino.
La
fachada principal, a la
Plaza de la Armería, se encuentra al pie del templo, mira hacia el lado sur del
Palacio Real. Consiste en un gran
pórtico de doble
columna, con el piso inferior de inspiración toscana y el jónico superior. Todo este neoclásico fue coronado después de la consagración de la
Catedral por un nicho barroco, que albergaba una imagen de la
Virgen de la Almudena.
En el
balcón, una
ventana de diez metros cuadrados que representa a la Virgen de Lis. Y cuatro estatuas que representan a los cuatro evangelistas, del escultor José Luis Parés.
Hay dos grandes
escudos, también ejecutados por parejas de escultores. Ubicadas en la parte inferior, están hechas de
piedra: representan los brazos completos de la
Casa Real española y protegen al papa que consagró la catedral, Juan Pablo II.
En los extremos de la fachada, en dos nichos, hay estatuas de bronce de
San Pedro y San Pablo de Juan de Avalos; rematando los nichos, dos relieves, la entrega de las llaves a San Pedro y la conversión de San Pablo.
Las
puertas son de bronce. El centro tiene
adornos con el tema trinitario; uno de los lados se refiere a la monarquía de
España; El otro está dedicado a América
Latina. Son obra del escultor Sanguino.
De las dos
torres de la fachada, a la derecha se la conoce como «Mariana» o «Gallega», ya que las
campanas fueron donadas por gallegos y cada una tiene una devoción mariana castiza:
Santa María la Real Almudena; Santa María de la Paloma; Santa María de Atocha y Santa María de la
Flor de Lis.