La catedral (al principio, colegiata dependiente de Palencia) fue trazada por Juan de Herrera; de su proyecto se conserva numerosa documentación gráfica, necesaria para conocer el aspecto de un templo cuyas obras enseguida se interrumpieron, y que incluso en su parcial, intermitente y tardía continuación encontró numerosas dificultades y cambios de proyecto. La maqueta muestra el estado ideal del edificio acabado. Edificio inconcluso, seguido intermitentemente por diferentes maestros y sujeto a cambios de plan debidos a Alberto Churriguera, que hizo la fachada principal (1729-1732). Ventura Rodríguez reparó la torre en 1761, lo que no evitó que se desplomase ochenta años después. En los años sesenta del siglo XX, Fernando Chueca completó algunas partes siguiendo el proyecto herreriano. Habilitado para su uso cultural, con un retablo mayor de Juan de Juni, procedente de la vecina iglesia de La Antigua. La reja fue vendida y hoy se exhibe en el Metropolitan Museum de Nueva York. Las estancias que restan de la colegiata medieval están adaptadas como museo.

“En 1942, La Dirección General de Bellas Artes convocó un concurso titulado "Anteproyecto de la solución del crucero de la Catedral de Valladolid y de urbanización del espacio que la rodea" al que se presentaron Chueca en compañía de Carlos Sidro y José Subirana. Fruto de las exhaustivas investigaciones en la catedral fueron una monografía, editada en 1947, y esta maqueta que reproduce el proyecto original de Juan de Herrera en contraposición con la maqueta barroca (1780-1795) conservada en el Museo Diocesano y Catedralicio de Valladolid.
En 1948, gracias a las gestiones de Modesto López Otero, la Dirección General de Bellas Artes dona la maqueta de Chueca, fabricada por Emilio Guardo, además de veintitrés vaciados.”
NEGRETE PLANO, Almudena; ALONSO RODRÍGUEZ, María del Carmen. Historia de la colección de vaciados y maquetas de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid, 2013.