В 1164 году церковь Гамла-Уппсала стала кафедральным собором первой архиепископии Швеции.
Согласно летописи Адама Бременского 1070-х годов, в Старой Уппсале был храм, сверкающий позолотой. В храме были изображения Одина, Тора и Фрея.
В конце концов храм был разрушен, а на его месте была построена Крестовая церковь из серого камня в романском стиле.
В 1164 году в собор пришел первый архиепископ Швеции, цистерцианский монах Стефан из Альвастры.
Примерно в середине 13 века собор сгорел. В результате в Остра-Аросе, сегодняшней Уппсале, был построен новый собор. Архиепископия была официально перенесена туда в 1273 году.
Разрушенный пожаром собор в Старой Уппсале был перестроен в приходскую церковь.
В 2005-2006 годах был проведен капитальный ремонт, который включал в себя новую систему отопления, новые линии электропередачи, реставрация настенной и потолочной живописи.
В задней части церкви было убрано несколько церковных рядов, чтобы обеспечить место для крещения и богослужений, а также для культурных и паломнических мероприятий.