Reste einer romanischen Basilika:

• die Krypta um 1130 (Bauherren aus dem Kloster Hirsau/Schwarzwald; s. Hirsauer Nasen an den Kapitellen)
• romanische Rundbögen an der Westseite des Kreuzganges
• die unteren Teile der Türme (Baumaterial: Muschelkalk, später darüber Sandstein)

1220 unter Friedrich II. 
Umwandlung des Frauenstiftes in ein Domherrenstift

Zeugen der regen Bautätigkeit z.Z. der Gotik:

• das Chor des Domes (eingeweiht um 1267 - Bauherren aus dem Kloster Maulbronn
• das Chorgestühl (ca. 1370-1400)
• die Stifterfiguren an den Längsseiten des Chores (ca. 1280)

14.-17. Jahrhundert
Errichtung und vielfältige Veränderungen des spätgotischen Langhauses

Das Domstift besaß als reichsunmittelbares Stift Markt-, Münz- und Zollrecht sowie über Jahrhunderte Sitz und Stimme im Reichstag.

Der Existenz des Frauen- und späteren Domherrenstiftes verdankt die katholische Pfarrkirche in Nordhausen die Bezeichnung "Dom", die im Mittelalter für Bischofs-, Kloster- und eben auch für Stiftskirchen gebräuchlich war.

1810 Auflösung
des Stiftes als Folge des Reichsdeputationshauptschlusses

Die Freie Reichsstadt Nordhausen wurde preußische Provinzstadt, die Stiftsgüter staatliche Domäne und der Dom Pfarrkirche für damals 100 Katholiken.