Az aacheni dóm, egyike a császári katedrálisoknak, Észak-Európa legrégebbi katedrálisa.
800-ban Aachen Nagy Károly frank király székhelye lesz. Elkezdődik a kápolna építése egy római fürdő helyén. Az Oktogont római településekről (Róma, Ravenna, Trier, Köln) származó oszlopokkal és márványpadlókkal díszítik, kivülről vörösre vakolják. Az építés 5 évig tart. A mű elkészültekor III. Leó pápa felszenteli a kápolnát. 814-ben Károlyt a Pfalz-kápolnában temetik el, a pontos helyet már nem lehet azonosítani.
936-ban I. Ottó német-római császár megkoronázzák a kápolnában. 997-től III. Ottó elindítja a Pfalz-kápolna falainak kifestését. 1002-ben az Oktogonban temetik el. I. Henrik adományozza a szószéket, Barbarossa Frigyes pedig a csillárt. 1187–1193 között elkezdik építeni a román stílusú kolostorépületet. 1240/1250 körül az Oktogon oromzatát építeni kezdik, a nyugati fülke ablakainak elkezdik és az építmény fehér vakolatot kap (talán már 1187–1193 körül)
kb. 1350: A nyugati toronyt kiépítik gótikus formákkal, magas piramissal és szegélytornyocskákkal; összekapcsolják az Oktogonnal az ereklyék bemutatása miatt. 1355–1414 között megépül a kórus, egyidejűleg a Mátyás-kápolna építésével. Majd néhány év múlva a kórus pillérének alakjai a kórus csarnokában baumbergi homokkőből épülnek. 1367-ben elkészül gótikus stílusban Nagy Lajos adománya, Magyar kápolna. 1429-ben az átrium kettős portálja letörik. 1449-ben befejezik az Anna-kápolnát. 1456–1474 között a kétemeletes Károly- és Hubertus-kápolna is elkészül. 1487-ig a Miklós-kápolna építését is befejezik. Terveztek további gótikus kápolnákat is, de ezek nem valósultak meg.
1656-ban tűzvész pusztít és hatalmas károk keletkeznek a városban, a dóm teteje megsemmisült. 8 év múlva elkészül az új tető az Oktogonra és kórusra. 1719–1733 között barokkosítják a dómot és kifestik a boltíveket. 1748-ban a magyar kápolnát újjáépítik.1788-ban a nyugati homlokzat előtti kapuzatot építik, ennek során a karoling bronzkapukat lecserélik. 6 év múlva a franciák megszállják a várost, az oszlopokat kiemelik és Párizsba szállítják (néhány ma is a Louvre-ban).
1814-ben Aachent a poroszok szerzik meg. 1832-ben újraépítési munkák kezdődnek. 1843-ban a részben visszahozott oszlopok ismételt beépítése (28 darab) is megtörténik, több oszlopot felújítanak. 4 év múlva megalapítják a Károly-egyesületet (Karlsverein). 1849–1861 között a kóruscsarnokot és berendezéseit rendbehozzák, a mérműveket helyreállítják. 1857–1868 között az Anna-kápolnát, a Mátyás-kápolnát és a Károly- és Hubertus-kápolnát is rendbehozzák. 1869–1873 között a barokk díszítéseket és a külső vakolatot eltávolítják, 1871-ig az oromzatot teljesen újjáépítik, csak a kórusnak maradt meg a középkori oromzata. 1879–1884 között a nyugati toronyt neogótikusan kiépítik, igazodva a gótikus állapothoz. 1879–1881 között a kupola mozaikdíszítése kezdődik meg a belga Béthune tervei alapján, a kivitelezéssel a velencei Antonio Salviatist bízzák meg.
1896–1902 között a körfolyosókat márvánnyal borítják le és mozaikkal díszítik; a terveket a hannoveri Schapers készítette, a kivitelezés a Puhl & Wagner cég munkája. 1913-ban a márványpadló kerül az Oktogonban és a körfolyosókon. 2006-ban befejeződik a 20 éve tartó külső renoválás.
A belső Oktogont erős pillérek alkotják, ezekre támaszkodik a nyolcszögletű boltív, amely befedi a belső teret. A belső nyolcszög körül fut egy tizenhat oldalú alacsony boltíves körfolyosó, amely felett egy magas galéria található. Ezt ferdén elhelyezkedő boltívek fedik és belülről bronzrácsok zárják le. A galéria íve felett egy nyolcszögű Tambour található ablaknyílásokkal; ezen nyugszik a kupola íve.
Az ókori oszlopok, amelyek a galéria nyílásai közti teret díszítik, többnyire Itáliából származnak. Valószínűleg 8. század végén Nagy Károly hozatta őket ökrös szekereken Rómából, Ravennából, de esetleg Kölnből is. Ma már kevés antik oszlop látható, mivel a Rajna-vidék francia megszállása alatt ezeket Párizsba szállították. Néhány oszlop 1815 körül visszakerült Aachenbe, de ezeket csak az 1840-es években építették be ismét.
Ezt az Oktogont a 8. század utolsó évtizedében kezdték építeni, bizánci minta alapján. Az építő a frank Odo von Metz volt, de sok római és bizánci kézműves dolgozott az építkezésen.
Különösen hatásos az épület harmóniája. A bibliai mértékeken alapul (50, 100 és 12-szer 12=144), de felhasználja a Vitruvius-féle ókori építészeti elméletet is. Az Oktogonban található a kör alakú csillár, az úgynevezett Barbarossa-csillár, amelyet I. Frigyes német-római császár és felesége, Beatrix adományoztak a dómnak. A csillár 48 gyertyáját a nagy egyházi ünnepek alkalmával szokták felgyújtani.
A gótikus kórust 1355 és 1414 között építették. A 25 méter hosszú, 13 méter széles és 32 méter magas kórus, a több mint 1000 négyzetméternyi üvegfelülettel valódi üvegház.
Az Oktogontól nyugatra található egy harangtorony, amelyet egy kődhíd köt össze az Oktogonnal és amelyet két kerek lépcsőtorony szegélyez.
Nagy Károly és III. Ottó az aacheni dómban vannak eltemetve. Nagy Károly csontjait egy arany ereklyetartóban őrzik; ez a középkori mestermunka a kórus csarnokában található.
1238 óta Aachen a zarándokok célpontja volt az itt található ereklyék miatt: Krisztus pólyája és ágyékkötője, Szűz Mária ruhája, illetve Keresztelő Szent János lefejezéskor használt kendője. 1349 óta csak hétévenként van búcsújárás; a legutóbbi 2007-ben volt.
A II. világháborúban az aacheni belvárossal a dóm is az angol légierő csapásainak volt kitéve. Súlyosan károsodott a gótikus főhajó, és nem lehetett elkerülni az üvegablakok tönkremenetelét sem.
Az aacheni dómról több monda és legenda szól. Az egyik magáról a dóm építéséről szól: eszerint az aacheni polgárok az építés során megszorultak pénz dolgában. Ugyan Nagy Károlynak volt elég pénze, de ő úton volt valahol a birodalomban és nem lehetett utolérni. Ekkor az ördög felajánlotta segítségét azzal a feltétellel, hogy megkapja annak a lelkét, aki elsőnek belép a dómba. Nyilván annak a lelkére spekulált, aki a dómot felszenteli. Amikor a dóm elkészült és Nagy Károly III. Leó pápával a felszentelési misét elkezdték volna, senki nem mert a dómba belépni. Az ördög becsapására az aacheni városi erdőből idekergettek egy farkast, keresztül a dóm bejáratán. Az ördög mohóságában rávetette magát az állatra és elragadta a lelkét még mielőtt észrevette volna a csalást. Ezután félelmetes üvöltéssel kirohant a dómból és közben úgy becsapta a nehéz bronzkapukat, hogy a a jobb oldali ajtó fogantyúja a kezében maradt.
Később az ördög bosszút akart állni az aacheniakon és két zsák homokot hozott, hogy majd szétszórja a város fölött. A város előtt megállt pihenni a nagy forróság miatt. Arra jött egy kofa, aki eladta a zöldségét az aacheni piacon. Az ördög megkérdezte tőle, hogy milyen messze van még a város. A kofa azonban ravasz volt, és rögtön látta, milyen urasággal van dolga. Azt válaszolta, hogy a város még igen-igen messze van, és megmutatta a cipőjét, amely már elég elnyűtt volt, azt állítván, hogy most vette újonnan Aachenben. Akkor az ördög mérgesen felugrott és kiürítette a homokzsákjait. Ezért van Aachen közelében két hegy, jobban mondva két domb, amelyet "Ravaszdombnak" neveznek. A jelenetet megörökítették egy bronzplasztikán, amely ma a Ravaszdombon látható.
Egíy másik legenda szerint az ördög csak Heiden közeléig jutott el és ott rakta le az aacheni dóm elpusztítására szánt sziklákat, amelyeket azóta Ördögszikláknak neveznek.
Ma a nyugati kapuzaton található a nőstényfarkas képe, amelyet az aacheniak a mondabeli farkassal azonosítanak, és amelynek lyuk van a mellén – ezen lyukon keresztül költözött be az ördög. Valójában a bronz dombormű valószínűleg római eredetű és a 2. századból származik, és a Romulus és Remust tápláló nőstényfarkast szimbolizálta – Nagy Károly ezzel akarta kifejezésre juttatni az új római birodalomra támasztott igényét.