La façade occidentale offre un raccourci saisissant de 4 siècles d'architecture (mi XIIe – mi XVIe).
Un riche décor flamboyant tapisse toute la façade, telle une somptueuse dentelle de pierre.
Les tours sont couronnées dans le goût italien.
La tour nord (1507) de Martin François serait l’une des toutes premières réalisations Renaissance en matière d’architecture religieuse en France. Elle renferme « l’escalier royal » de Pierre de Valence, véritable prouesse architecturale.
En 1547, la tour sud est achevée par Pierre Gadier.
Les 3 portails ont inspiré Jean Fouquet pour son "Temple d'or de Jérusalem". Ceux-ci étaient ornés d’une trentaine de statues d’évêques ou de saints personnages détruites durant les guerres de religion et la Révolution.