Ввиду длительности работ первый храм, с того времени именовавшийся Старым, стал воплощением смелой архитектурной мысли, где желание соблюсти привычный романский стиль медленно подавлялось мечтой о готике. Новый собор начинал строиться по канонам искусства Возрождения, а завершился каменным кружевом барокко, тогда еще не признанного полноценным стилем. Таким образом, расположенные близко друг к другу храмы невольно демонстрировали различные архитектурные стили. Их плавный переход от одного к другому заметен издалека: место напротив главного храма в 1401 году занял готико-ренессансный дворец епископа Диего де Аная Малдонадо, в честь которого назван не только дом, но и вся площадь. До настоящего времени от старых стен этого здания сохранились только фрагменты. Сильно пострадав от времени, он был перестроен в XVIII веке одним из представителей известной семьи зодчих и скульпторов Чурригера. Все пять братьев были способными художниками, но проявить себя в полной мере сумели только трое: Хосе Бенито, Хоакин и Альберто. Оставив шумный Мадрид, в конце XVII века они обосновались в Саламанке, украсив свою вторую родину великолепными барочными зданиями. Выработанная ими манера не копировала популярный стиль. Испанское барокко, иначе именуемое чурригереско, уходит корнями в национальное искусство, унаследовав от платереско принцип наложения на плоскость стены измельченного декора, похожего на отделку ювелирных изделий. Буйная фантазия братьев была направлена в основном на фасады, сплошь заполненные вычурным орнаментом: изогнутыми карнизами, витыми колоннами, гирляндами, раковинами, консолями, виноградными лозами, медальонами, гербами, лентами, разнообразной формы отверстиями. Главным элементом барочной композиции являлся портал, своей пышностью оживлявший строгие стены.
В 1714 году Хоакина Чурригеру назначили главным архитектором собора, и в этом качестве он продолжил создание купола, начав работу над ансамблем хоров. Его младший брат Альберто Чурригера занимался только внутренним убранством. Трудолюбивый мастер, одаренный декоратор, превосходный рисовальщик, он оставил после себя богатое наследие, и главным его произведением стала центральная площадь Саламанки. В Новом соборе самой яркой работой Альберто признается позолоченный алтарь «Христос сраженный» (исп. Cristo las Batallas). Место священного культа украшает огромное Распятие из раскрашенного дерева. Согласно преданию, некогда оно принадлежало легендарному воину Реконкисты Сиду Кампеадору. Алтарная композиция создавалась по примеру португальских барочных алтарей: распятие на ступенчатом пьедестале в глубокой нише, таинственный сумрак, который не рассеивается, а напротив, усиливается блеском золота в скульптурном убранстве сооружения.
Созданный Хоакином купол был разрушен лиссабонским землетрясением, но в 1755 году восстановлен с небольшим изменением в верхней части. Едва взглянув на фасады обоих церквей, неискушенный зритель может испытать легкое потрясение. Вдохновленные платереско, камнерезы постарались над филигранным рисунком карнизов, виртуозно изобразив библейские сцены Рождества, Распятия, Явления Христа народу. В интерьере собора первыми обращают на себя внимание гигантские хоры с рядами резных, украшенных скульптурами скамей. Не менее впечатляющи фрески в нишах с гробницами архиепископов, щедро украшенные золотом алтари. В капеллах выставлены живописные и пластические композиции, созданные в XIV–XIX веках. Капеллу Доре украшают готические скульптуры и рисунки на асулехос (разновидность изразцов). Капелла Сан-Мартин, расположенная справа от главного входа, тоже предоставляет возможность насладиться искусством готики, на сей раз в виде фресок.
Капелла Сальвадор привлекает своими мавританскими арками, тогда как небольшая часовня Санта-Барбара, скромная с точки зрения искусства, имеет интересную историю. В эпоху Средневековья сюда часто наведывались университетские профессора, выбиравшие себе коллег весьма необычным, хотя и традиционным для Испании способом. Назначив кандидата, например в доктора теологии, почтенные мужи запирали его в тесной капелле на целые сутки, и если человек выдерживал это испытание, ученые тут же начинали другое, заключавшееся в опросе по предмету. В случае удачи на выходе счастливчика встречали аплодисментами, а провалившего экзамен ожидали брань и плевки.