Als Heinrich II. 1024 in Bamberg starb, endete auch die Kaiserlinie der Ottonen. Ihnen folgten die Salier, die in der Landschaft um Worms und Speyer zu Hause war. Erster salischer König war Konrad II., der 1024 den Thron bestieg und 1027 in Rom zum Kaiser gekrönt wurde. Hatten sich die ottonischen Kaiser noch jeder an einem anderen Ort begraben lassen, betrieb Konrad II. den Bau einer Grablege und einer Kirche zu Ehren seiner ganzen Herrscherfamilie. Der gewählte Ort war Speyer, wo schon in seit der Merowinger-Zeit eine bedeutende Kirche stand. 1030 legte Konrad II. den Grundstein für seinen Kirchenbau legte.
Konrad starb 1039 ohne seine Kirche vollendet zu sehen. Sein Sohn Heinrich IIi. regierte von 1039 bis 1056 und auch in dieser Zeit war der Bau nicht fertig. Erst unter Heinrich IV., dem Canossa-Kaiser, der von 1056 bis 1106 regierte, gelang die Vollendung im Jahre 1061. Allerdings lassen sich die Bauabschnitte unter Konrad und Heinrich IV. noch heute teilweise unterscheiden, da Konrad II. in Stil der Frühromanik, Heinrich IV. aber schon hochromanisch bauen ließ.
Der Dom wurde 1061 der Maria und dem heiligen Stephanus geweiht, wobei mit Stephanus nicht der Erz-Märtyrer aus der Apostelgeschichte gemeint ist, sondern der gleichnamige Papst, der 257 starb. Der Dom verfügt als Reliquie über den Kopf des Heiligen.
Heinrich IV. musste 1076 nach Canossa reisen, um dort von Papst Gregor VII. die Befreiung vom Kirchenbann zu erwirken. Damals war der Investiturstreit, also die Frage, wer die Bischöfe einsetzen darf, der Kaiser oder der Papst, voll entbrand. Vermutlich ließ Heinrich IV. auch deshalb ab den 80iger Jahren des 11. Jahrhunderts die Bauarbeiten am Dom zu Speyer verstärken. Er wollte ein machtvolles Zeichen gegen Rom setzen.Als die
Kirche 1106 abgeschlossen wurde, war sie das größte Bauwerk der Romanik im Abendland und ist auch heute noch die größte romanische Säulenhalle überhaupt.
Trotz aller Veränderungen durch Heinrich IV. blieb doch der schon unter Konrad II. vorgegebenen Grundriss der Kirche unverändert. Auch stehen heute noch große Teile des konradinischen Mauerwerks. Vor allem sind das jedoch die vollständig aus der ersten Bauperiode erhaltene frühromanische Krypta und der Außenbau des Langhauses. Im Innern verschränken sich die Bauabschnitte stärker.
Heinrich IV. ließ ab 1082 die Ostteile über dem Chor erneuern, indem er eine halbrunde Apsis einbauen ließ. Aus dieser Zeit stammen auch die Wölbung des Mittelschiffes, die Turmobergeschosse im Osten und über der Vierung und die Zwergalerien im Außenbau. Heinrich ließ auch im Westen ein Westwerk und Türme errichten, die die Zeiten jedoch nicht überdauert haben. Nach 1082 entstand auch die doppelstöckige Kapelle (Doppelkapelle), die zum einen dem hl. Emmran und zum anderen der hl. Katharina geweiht wurden.
1159 suchte den Dom ein erstes Unglück heim: ein Brand machte es notwendig, dass die Querhausjoche neu eingeweiht werden mussten. 1450 sorgte ein weitere Brand dafür, dass die gesamte Innenausstattung verloren ging und im Stil der Spätgotik erneuert wurde.
Der 30jährige Krieg, vor allem aber der Pfälzische Erbfolgekrieg brachte schwere Verwüstungen auch nach Speyer. 1689 brannten Speyer und der Dom. Dabei wurde fast die gesamte Westhälfte der Kirche zerstört. Der Ostteil musste mit einer Mauer abgeschlossen werden, damit die Kirche noch genutzt werden konnte.
Zwischen 1752 und 1759 wurde schließlich die marode Westhälfte vollends abgetragen. Zwanzig Jahre später erfolgte der Wiederaufbau, aber nur bis zum Westwerk alten Formen. Der erste Stock des Westendes bekam ein Flachdach, der zweite Stock einen halbrunden Abschluss, der von zwei runden Türmchen flankiert war. An jeder Ecke des Westbaus stand eine Pyramide, die das Bauwerk stützen sollten.
1794 verwüsteten französische Revolutionstruppen den Dom und raubten die gesamte Ausstattung, weshalb auch von den spätgotischen Stücken nur wenig erhalten ist. Die Kirche wurde profanisiert. 1805 betrieben die Franzosen sogar den Abriss der Kirche. An ihrer Stelle sollte ein Park zu Ehren Napoleons entstehen. Der französische Kaiser selbst beendete aber diese Pläne, indem der der Gemeinde in Speyer den Dom als Pfarrkirche per Dekret überließ.
Doch erst 1822 war der Dom wieder soweit hergestellt, dass er erneut geweiht werden konnte. Aufgrund der Kaisergrablege wurde der Dom nun als „Nationaldenkmal“ betrachtet, weshalb das Innere von 1846 bis 1853 umfassend umgestaltete wurde. Der Historienmaler Johann Schraudolph schuf 99 Wandgemälde zur Stellung Mariens in der Heilsgeschichte. Der Dekorationsmaler Josef Schwarzmann füllte die freien Flächen zwischen den Gemälden mit Dekorationsmalerei. Die Malereien erfolgten im Stil der Nazarener.
Von 1854 bis 1885 wurde auch der barocke Westbau abgerissen, weshalb sein Aussehen nur durch historische Bilder bekannt ist. An seiner Stelle erbaute der Architekt Heinrich Hübsch eine Vorhalle und drei Türme, allesamt im Stil der Neoromanik.
Ab 1900 nahm man sich auch der Kaisergruft an. Die Gräber waren ursprünglich als Erdgräber in Steinsarkophagen angelegt und darüber lediglich mit einer Grabplatte aus Marmor gekennzeichnet. Die Gräber lagen vor dem Lettner und dem Kreuzaltar am östlichen Ende des Mittelschiffes. Darüber entstand der sogenannte Königschor. Bis 1906 wurden die Gräber freigelegt, die Grabbeilagen entnommen, die Gruft eingewölbt und so zugänglich gemacht.
In beiden Weltkriegen gab es keine Zerstörungen im Dom, doch mussten im zwanzigsten Jahrhundert umfangreiche Erhaltungsmaßnahmen durchgeführt werden. 1957 bis 1961 sollte dann der alte romanische Raumeindruck wieder hergestellt werden. Bis auf 24 wurden alle Gemälde Schraudolphs abgenommen und sämtliche Dekorationsmalereien beseitigt. 1966 wurden auch die Querhausgiebel in historisierender Form neu erbaut.
Die Kirche zeigt heute im Innern ein Mittelschiff, welches 70 Meter lang, knapp 14 Meter breit und 33 Meter hoch ist. Allerdings stammt mehr als die Hälfte des Langhauses aus dem Wiederaufbau des 18. Jahrhunderts. Jeder zweite der Arkadenpfeiler ist mit einer Vorlage versehen, die aus der Zeit vor 1100 stammt und die Mittelschiffswölbung tragen helfen sollte.
Der Dom zu Speyer ist eine dreischiffige Basilika und als solche eine der ersten Kirchen, die gebundenen System der Romanik errichtet wurde. Dass heißt, die Vierung ist das Maß aller Dinge für den gesamten Bau. Zwischen Mittelschiffsarkaden und Obergaden befinden sich noch die 24 verbliebenen Gemälde Schraudolphs.
Die Außenmauer der Seitenschiffe, deren Einwölbung übrigens eine der ältesten Einwölbungen mit Kreuzgratgewölbe überhaupt sind, stammen noch aus der Kirche Konrad II.
Auch die Vierungspfeiler standen schon im ersten romanischen Bau. So auch die Seitenwändes des Querhauses. Die Stirnwände hingegen, die mit beeindruckenden gestuften Rundbogen-Fenstern versehen sind, wurden erst nach 1082 eingebaut. Im Querhaus haben sich an einigen Kapitellen plastische Schmuckformen erhalten, die vermutlich von lombardischen Künstlern und aus der Zeit um 1100 stammen. Zu sehen sind Weinlaub und ein Drache. Im nördlichen Querhaus findet sich auch eine Bilderzählung. Ein Relief zeigt wie Simson einen Löwen zerreißt.
Die Krypta unter dem Dom ist die größte Krypta des Abendlandes. Sie besteht unter dem kompletten Querhaus aus drei quadratischen Räumen mit je vier Rundsäulen und einer Chorkrypta unter dem Chor. Alles Säulen trage Würfelkapitelle. Die Krypta ist der älteste Teil des Doms und wurde bereits 1041 geweiht. Die ganze Anlage ist seit dieser Zeit nicht zerstört und verändert worden.
Von der Krypta erreicht man auch das Gewölbe mit den Kaisergräbern. Acht Kaiser und Könige fanden hier ihre letzte Ruhestätte, so alle salischen Kaiser. Die Grabbeigaben sind heute im Dommuseum zu bewundern.
Als einziger gotischer Bau des Doms befindet sich als Außenanbau die Sakristei, die ab 1409 entstand. Neben der Doppelkapelle der heiligen Emmran und Katharinen findet sich auch noch die Kappelle der heiligen Afra, die aus der Zeit um 1100 stammt, auch wenn sie um 1689 teilweise zerstört wurde. Die Kapelle des Emmran ist heute die Taufkapelle und wurde neu um 1100 geschaffen. Die Kapitelle sind mit steinernen Blütenreliefs geschmückt. Die darüber befindliche Katharinen-Kapelle wurde nach ihrer völligen Zerstörung 1823 abgerissen und neu gebaut. Über ihre ursprüngliche Gestalt ist nichts bekannt.
