Первый каменный собор в Лане был возведён трудами епископа Герфрида (774—779). Храм посвятили Христу и Богородице, а освятили в 800 году в присутствии Карла Великого.
Через 250 лет храм перестроили в романском стиле при покровительстве местного епископа Элинанда. В 1071 году в этой церкви был коронован Филипп I Французский. Во время народных волнений 1112 года храм сгорел, на восстановительные работы ушло несколько лет. Для того чтобы собрать деньги на восстановление собора, девять местных каноников предприняли длительное паломничество, посетив в 1113 году земли Франции, Фландрии и Англии. Их путешествие и приключения описаны были хронистом Германом Турнейским в агиографическом сочинении «Чудеса Святой Марии Ланской».
С ростом города романский собор перестал вмещать паству. В средневековом Лане проживало около 15000 человек. Епископия обогащалась благодаря наплыву паломников и торговле. Чтобы не отставать от соседних городов Пикардии, которые соперничали друг с другом по величине и вместительности храмов, епископ Готье де Мортань в 1155 году принял решение заложить новый величественный собор.
Вначале всегда строили алтарную часть и хор, которые были необходимы для скорейшего начала богослужений в новом храме. Эти части были округлены, как того требовали традиция и тогдашние образцы городских соборов Франции. После этого был возведён трансепт. Последними выстроили три нефа — высокий центральный и меньшие боковые. Особенность собора — светлый цвет известняка и наличие галерей над боковыми нефами. Протяжённые галереи второго этажа — как дополнительная церковь в храме. В архитектуре проскальзывает влияние английской традиции.
Малые хоры, предназначенные для паствы и паломников, разобрали до основания, а на их месте построили новые — прямоугольные, характерные для соборов именно Англии. В 1205—15 гг. собор был расширен на восток. Для этого разобрали закруглённые хоры алтаря, не затрагивая уже созданных частей. Благодаря этому расширению трансепт оказался почти в центре сооружения. Строительство собора продолжалось до 1235 года.
Средокрестие имеет отдельный свод, крытый извне четырёхскатной крышей-шатром (вероятно, наименее гармоничный элемент храмовой архитектуры). Позднее между контрфорсами собора разместили венец из 27 часовен.