Az agathyrek, dákok, rómaiak és gótok után, a VI-VII. században a szlávok jelentek meg ezen a területen, akik településüknek a Belgrád (Fehérvár) nevet adták. A magyar honfoglalás után a Pannóniából ide települt Horka fia, Gyula vezér szálláshelye lett, aki az itt talált romokon felépítette és székhelyévé tette az új várat, amit nevéről a nép Gyulafehérvárnak nevezett el. Amikor István (Vajk) fejedelem 997-ben a lázadó Koppányt a Veszprém alatti csatában legyőzte, felnégyelt testének egy darabját Fehérvár kapujára szegeztette ki.
Az erdélyi püspökséget I. István király 1009-ben alapította Gyulafehérvár székhellyel, melynek püspöki székesegyházát és palotáját is a várban építették fel.
Erdély leghatalmasabb román kori építészeti emléke, a püspöki székesegyház építése, a XII-XIII. századra tehető. Mintául a burgundiai és az elzászi templomok szolgáltak. A székesegyház főszentélye egyszerű félkörívvel záródott a szentélynégyszög mögött. A feltételezések szerint sík mennyezete, két homlokzati és egy négyzeti tornya volt. Ebből a korból valók: a diadalív, a kereszthajók homlokívei, a mellékszentélyek félköríves záródásai, a szentélynégyszög, a mellékapszisok keskeny ablakai. Későbbi, de még tatárjárás előtti a sekrestye, a hosszhajó boltozatának keleti szakasza, az északi előcsarnok és a fejedelmi kapu.
A templom sok vihart látott az idő folyamán. 1601-ben zsoldosok rabolják ki, nem kímélve Hunyadi sírját sem. Két év múlva valóságos ostrom pusztítja a templomot, amelyet Basta katonái szállnak meg. 1658-ban és 1661-ben a szultán büntető hadjáratának katonái rombolnak a templomban, többek között szétzúzva Bethlen Gábor és I. Rákóczi György díszes márvány síremlékeit. Utóbbinak anyagából Mártonfi püspök díszes oltárt állíttatott fel a XVIII. század elején.
A székesegyház valóságos pantheonja volt az ide temetett jeles történelmi személyiségeknek. Az említetteken kívül: Hunyadi László, Hunyadi János, János Zsigmond, Izabella királyné, Bocskai István, Károlyi Zsuzsánna, Bethlen Gábor öccse, István, Martinuzzi Fráter György, Báthori Endre és több középkori püspök sírhelye található itt. Az újkori püspökök közül – Márton Áronig bezárólag – tízen a szentély alatti kriptában vannak eltemetve.
A székesegyház mögött, a nyugati várfalhoz közel van a Fejedelmek háza, amely eredetileg a püspökök palotája volt. Izabella királyné alakította át, Bethlen Gábor kibővítette, s II. Rákóczi György idején még freskók, szobrok díszítették és értékes műkincsek voltak benne felhalmozva. Itt lakott Vitéz Mihály fejedelem is mikor Erdélyt elfoglalta, ezenkívül tartottak itt országgyűlést is. 1700-tól kaszárnya működik benne.
A Fejedelmek háza közelében áll a romos állapotban levő reneszánsz műemlék, az Apor-ház, melyet az Apor-család épített a XVII. században Mellette Bethlen Miklós erdélyi kancellár lakóháza és végül a Batthyaneum, a római katolikus könyvtár emeletes épülete. Jelen pillanatban múzeum. Az 1792-ben alapított könyvtárnak ma 55.000 kötete van, azonkívül 580 ősnyomtatvány, 19.000 okmány, 1230 kézirat, több világhírű kódex, egyházi- és éremgyűjtemény. Igen gazdag az Erdélyre vonatkozó gyűjteménye ezért fontos kutatási bázis, itt vannak a gyulafehérvári-, aradi-, kolozsmonostori apátsági és hiteleshelyi oklevéltárak maradványai, az erdélyi vajdák, fejedelmek és magyar királyok okmányai. Itt őrzik a „Gyulafehérvári sorok” néven ismert, 1310 tájáról származó magyar nyelvemléket is. A román kultúra szempontjából nagy jelentőségűek a könyvtár román ősnyomtatványai.
Érdemes megtekinteni a barokk stílusú Alsó- és Felső Károly-kapukat valamint az érseki székesegyház szomszédságában 1921-1922 között emelt ortodox katedrálist, amely a târgovi?tei fejedelmi templom mintájára épült a régi havasalföldi bizánci stílus jegyeinek átvételével.