Esta construcción románica de finales del siglo XII, declarada Monumento Nacional junto con la Catedral en 1884, tiene planta rectangular con doce arcos de medio punto en los lados mayores y nueve en los menores. Dichas arquerías se apoyan en dobles y triples columnas, apareciendo en el centro de las crujías pilares prismáticos. Los escultores que realizan este claustro inician su trabajo por la galería Norte, continuaron por la galería Este, la Sur y finalmente la galería Oeste. Destaca especialmente el conjunto de los capiteles desde el punto de vista formal, estilístico e iconográfico.
En las galerías Norte y Este se representan escenas de la Infancia, Vida Pública (dentro de este tema es destacable el capitel de la Resurrección de Lázaro), Pasión y Resurrección de Jesús. En la galería Sur los capiteles narran escenas de la Muerte de la Virgen y vida y martirio de diversos santos, entre los que destacan el dedicado a Santiago Apóstol y el de San Juan Bautista. Finalmente en la galería Oeste encontramos capiteles con representaciones religiosas y profanas, como capiteles decorativos integrados por decoración vegetal y animal, junto a otros de carácter simbólico, como el tema de la parábola del "pobre Lázaro y el rico Epulón".
Desde la galería este del claustro románico se accede a la Capilla de San Dionis, considerada la Sinagoga Vétula de la ciudad, construcción mudéjar de tradición almohade fechada en los siglos XIII y XIV. Aquí se pueden admirar documentos facsímiles hebreos, lámparas votivas de sinagoga y una reproducción de "La Manta", censo de judíos conversos tudelanos del siglo XVII, que se expuso durante años en la Catedral de Tudela.