El claustre, del segle XII, està format per quatre galeries cobertes amb enbigat de fusta. Té forma lleugerament trapezoïdal. Les galeries nord, sud i oest són originals i estan formades per unes arcades de mig punt recolzades en columnes, que s'aixequen sobre un podi.

La galeria est va ser derruïda l'any 1603 i substituïda per l'actual.

Els capitells presenten temàtica vegetal, animal i figures humanes esculpits amb pedra granítica. . Predominen els traços suaus i les línies corbes. L'estat de conservació és força bo i es poden apreciar perfectament les històries narrades.

L'església està adossada a la galeria nord del claustre. Els dos espais estan comunicats mitjançant una bella portalada. Dues arquivoltes de mig punt estan recolzades en dues parelles de columnes amb els capitells esculpits. En el que hi ha més a l'esquerra podem veure dos lleons enfrontats i amb les potes molt llargues. El de més a la dreta també té representats uns lleons, que en aquest cas mosseguen a dos homes. Els dos més interiors, en canvi, estan decorats amb motius vegetals. Completen la decoració de la portalada les petites boles que es distribueixen pels arcs i els muntants, que en alguns casos s'han convertit en caps humans.

A l'altra banda del claustre podem trobar l'accés a l'església de Sant Miquel.

Dins el recinte catedralici s'allotja la col·lecció del Museu Diocesà d'Urgell, que es completa amb diversos elements escultòrics distribuïts per les galeries del claustre. Així doncs, podem veure capitells, làpides sepulcrals, mènsules i altres elements que van pertànyer a les tres catedrals anteriors o bé a altres temples de la diòcesi.

L'any 1990 es va inaugurar una rèplica del claustre de la catedral al parc de la Valira. La diferència entre tos dos la podem trobar en els capitells, que estan decorats amb figures de personatges de rellevància històrica al segle XX, entre els quals hi ha esportistes, actors, polítics, religiosos, músics o científics. Altres capitells estan decorats bàsicament amb motius vegetals seguint l'estil corinti. També es poden trobar alguns amb elements animals i un que narra la història d'Adam i Eva.