Bi aldi nagusitan egin zen eraikina. 1907 eta 1914 bitartean egin zen zatirik garrantzitsuena. Garai honetakoak dira kripta, 1911an sagaratua, burualdea eta nabeen beheko partea. Diru funtsen falta ohikoa izan zen hasieratik eta arazo ugari sortu ziren: materiala eta garraioa garestitzea, aurrekontua katedral erdia eraiki baino lehen gainditzea, kontratistek lana ezin kobratzea eta langileek ordainsaririk ez jasotzeak arazo larriak sortarazi zituen harik eta 1914ean lanak bertan behera gelditu ziren arte. Burualdea ia bukatuta egon arren, nabeak zortzi metro inguruko altueran geratu ziren 32 urtez.
Bigarren fasea 1946tik aurrera hasi zen geldialdi luze horren ondotik, eta garai honetan Miguel Apraiz, lehenbiziko arkitektoaren semea, izan zen obraren arduraduna. Diru falta ohikoa izan zen bigarren garai honetan ere, eta horregatik jatorrizko proiektua moldatu behar izan zuten arkitektoek. Esate baterako hainbat elementu kendu behar izan zituzten, hala nola fatxadako planifikatuta zeuden dorre altu txapiteldunak, zinborrioa eta baita eskultura elementu ugari ere. Gainera material bezala hormigoi armatua eta harri artifiziala erabili zituzten. Aldaketa guzti hauek desproportzioa sortu zuten iadanik anakronikoa geratu zen eraikinean, neogotikoak bilatzen duen bertikaltasuna ezabatu baitzioten. 1969an sagaratu zuten eta 1973an eman ziren bukatutzat lanak, baina oraindik ere ikusgai daude egin gabe geratu ziren elementu asko eta asko.
Elizak gurutze latinoko oinplanta dauka gurutzadura zabal batekin, eta burualdean zazpi kaperaz osatutako girola zabal bat, Europako katedral gotikoen antzera. Altuera haundiko bost nabe dauzka gurutze gangaz estaliak. Katedral osoa kolomak atxikituta dauzkan zutabeek sostengatzen dute eta estilo gotikoaren ezaugarri den triforio eder batek inguratzen du barruko perimetro osoa. Leihate haundi eta luzeei esker espazialtasun garbia da katedral honen ezaugarririk nagusienetakoa.
Eskultura lana bikaina gordetzen du eraikin honek, batez ere lehen fasean egindakoari dagokionez. Kripta eta burualdeko kanpoko aldean arkitektur elementuek eskultura apartaz beteta daude. Gehienak estilo akademikoan daude eginak eta gai erlijiosoak jorratzen dituzte eraikinari dagokion bezala. Hala ere, oso aipagarriak dira landare eta animali gaiak, eta baita bestelako gai profanoak ere, adibidez katedrala eraikitzearen eszenak. Hainbat erliebetan bertan lan egin zuten hargin eta eskultoreen erretratuak eta karikaturak ikusi daitezke, adibidez Lorenzo Fernández de Viana, Moisés Huerta eta beste hainbat. Gargola batzuk Pedro Galdós -katedralaren kontularia izan zena- eta Enrique Guinea argazkilarien erretratuak ere badira. Eraikinaren historiaren lekuko eta protagonista hauek estilo aske eta adierazkor batean landuak daude, eta guzti horrek aberastasun artistiko haundia ematen dio.
Bigarren fasean Aurelio eta Manuel Rivas eskultoreek egin zuten lan eta beraien eskutik ateratakoak dira alboko nabeetako gargolak, barruko hainbat ezkutu (Fernández de Vianak utzitako ereduak jarraituz egindakoak) eta fatxadako eskulturak ere. Rivas anaien eskulturak lehen fasekoak baino geometrikoagoak dira eta kalitate baxuagokoak, eta hauek ere bere garaiko gaiak jorratzen dituzte. Adibidez nabeetako gargoletan Espainiako Gerra Zibilako hainbat pertsonai irudikatzen zituzten, irakurketa politiko argi batekin.
Kripta da katedral honetan balio artistiko haundiena duen zatia. Katedral gotikoetan izaten zen modura, kriptak gotzainen panteoia izatea zuen helburu, eta hilobi guztiak diseinatu eta modelatu arren, ez ziren sekula zizelkatu eta ez zen sekula gotzainik ehorztu bertan. Hala ere eskultura lan bikainak gordetzen ditu eta lehenbiziko fasean bukatu zenez, batasun estetiko haundia dauka, arkitektura, eskultura eta kolorezko beirateak oso ongi integratuta baitaude.
Eraikin honek dauzkan beste elementu aipagarriak beirateak dira. Neogotikoa den eliza batean faltatu ezin den osagai bat dira, gotikoaren kolorezko argiaren mistikaren heredentziari jarraituz. Burualdeko espazioa Maumejean etxeak 1907 eta 1909 bitartean Madrilen egindako beirateek kolorez bustitzen dute. Maumejean etxea XX. mendean izan den beirategileen artean garrantzitsuena da eta maisuki daude eginak Gasteizko beirate hauek, denak beira koloreztatu eta beruneztatuak dira eta. Burualdeko kaperetan Araba, Gipuzkoa, Bizkaia eta Nafarroako kaperetan, lurralde hauei dagozkien patroi eta santuak irudikatzen dira, bai eta Pio IX, XII, Joan XXIII eta Paulo VIa aita santuak ere. Kriptako leihoetan espazioari dagozkion heriotz gaiak daude, eta nabeetan aldiz, kolore ugariko gai geometrikoak, apezpiku batzuen harmarriekin. Presbiterioko goiko aldeko beirateak bigarren fasekoak dira eta Bilbon egin zituzten 1954an.
XX. mende hasieran Euskal Herrian neo estiloan eraikitako obrarik garrantzitsuenetariko bat da Gasteizko Katedral Berria. Arteari dagokionez, hainbat artisten bilgune izan zen eta esate baterako, Catalunyatik etorritako eskultoreek estilo modernista ekarri zuten Arabara. Eskultore guzti hauek 1909an sortu zen Modelatze eta Zizelkatze Eskola Praktikoan egin zuten lan eta bertatik zabaldu zuten estilo berria. Historia sozialari dagokionez aipagarriak dira bertako langileek egindako greba eta erreibindikazioak ere, Araban lehen ideia anarkista eta sozialistak sartzeko bidea ireki baitzuten.
1999 urteaz geroztik Katedral Berria Elizbarrutiko Arte Sakratuaren Museoaren egoitza ere bada, eta funtzio erlijiosoak kriptan ospatzen dira.