Les vestiges les plus anciens exhumés sur le site de l'antique Noviomagus (Nouveau Marché - Noyon) semblent remonter au premier siècle de notre ère. Il s'agissait alors d'une simple agglomération secondaire sur la route de Soissons (Augusta Suessionium) à Amiens (Samarobriva). Elle faisait partie de la cité gallo-romaine des Viromandi, ayant pour capitale la ville neuve d'Augusta Viromanduorum, aujourd'hui Saint-Quentin, qui avait succédé au vaste oppidum gaulois de Vermand (Aisne, à une douzaine de kilomètres à l'ouest de Saint-Quentin), principal camp de la tribu des Viromandi avant la conquête romaine.

Les premiers raids francs dans ce secteur, au IIIe siècle de notre ère, obligèrent les villes qui en avaient les moyens à se doter de protections et le centre de Noyon s'entoura d'une enceinte très réduite enserrant environ 2 hectares. Un évêque s'installa à Saint-Quentin à peu près à la même époque. Lorsque l'empire romain s'effondra, cet évêque se réfugia probablement avec une large partie de ses ouailles dans le vieil oppidum de Vermand, rénové pour l'occasion. Il y resta jusque vers 530, date à laquelle saint Médard décida de s'établir à Noyon, certainement mieux fortifiée. La corrélation entre l'implantation durable des diocèses et l'existence de défenses solides est une constante dans la Gaule romaine et post-romaine.

Les Annales Royales rapportent pour l'année 768 : " De là, il [le roi Pépin le Bref] vint à Paris où il mourut le 8 des calendes d'octobre (24 septembre), et son corps fut enseveli dans la basilique de saint Denis le martyr. Ses fils, Charles et Carloman, furent élus rois, du consentement unanime des Francs. Charles dans la cité de Noyon, Carloman dans celle de Soissons, prirent les insignes de la royauté. " C'est donc à Noyon que débuta l'aventure exceptionnelle de " Carolus Magnus " (Charlemagne) chantée par Eginhard. La ville reçut la visite des Vikings au moins à quatre reprises entre 859 et 891. Noyon connut également un autre sacre royal mémorable, celui d'Hugues Capet en 987. L'historien Richer raconte qu'après l'élection de Senlis " le duc fut élevé sur le trône du consentement de tous et couronné à Noyon. "

Au XIe siècle, les évêques de Noyon étaient assez puissants pour s'approprier le pouvoir comtal, n'hésitant pas à abattre la tour royale, symbole de l'autorité laïque sur la cité. Ils matérialisèrent cette omnipotence en bâtissant une nouvelle cathédrale romane, totalement ravagée par un incendie en 1131. Les prélats s'employèrent alors à reconstruire, dans la veine du nouveau style architectural initié par Suger à la l'abbatiale de Saint-Denis : ce que nous appelons aujourd'hui le gothique. Le chantier s'étala sur plus d'un siècle. Le chœur était achevé vers 1150, le transept vers 1160, la façade entre 1220 et 1230 et les tours aux XIIIe et XIVe siècles.

A Noyon fut signé le traité de 1516 établissant une paix - provisoire - entre François Ier et Charles Quint. La cathédrale fut relativement épargnée lors du sac de la ville par les Espagnols (1557), après la défaite des Français devant Saint-Quentin. Les guerres de Religion n'y laissèrent pas davantage de trace, même si la ville donna le jour au réformateur Jean Calvin (1509). La Révolution apporta en revanche son lot de déprédations, mais c'est surtout en avril 1918 que le sanctuaire connut sa plus difficile épreuve, avec un intense et dramatique bombardement. Restaurée entre la fin de la Première Guerre Mondiale et 1938, elle a aujourd'hui recouvré son lustre des premiers âges.