Ve druhé polovině 12. století se románská architektura začala postupně měnit na architekturu gotickou. Tuto změnu lze nejprve pozorovat ve Francii, odkud se nové architektonické myšlenky šířily dále. Gotika je jeden z mála evropských slohů, jehož architektonická řešení nemají kořeny v antice. Je třeba si uvědomit, že nevznikla plánovitě, ale postupným vývojem, kdy se architekti církevních staveb začali pokoušet o komplexnější pohled. Zároveň je patrné, že se v tomto slohu odráží i pevné postavení církve, která se stala základem evropského myšlení. Zpočátku gotika nepřinášela mnoho nových stavebních nápadů, převzala ideu klenuté baziliky i jiná řešení románské architektury. Novým prvkem, který se ukázal jako zásadní řešení mnoha problémů, byl lomený oblouk, který umožnil pojmout stavbu zcela odlišně, neboť jeho využívání umožňuje dát stavbám nový rozměr. Lomený oblouk totiž nenese vodorovnou váhu. Snaze o lehkost se přizpůsobila i práce s klenbou, která se rozdělovala do více ploch a její váhu nesly často pilíře, čímž se mohla odbourat masivní zeď. Díky těmto objevům mohla být výrazně zvětšena okna, která byla vysoká až několik metrů.
Půdorys gotických chrámů sice zůstal v podstatě bazilikou, ale díky různým provedením to často není příliš patrné. Vznikaly tak chrámy až o pěti lodích. Výraznou změnou bylo i odbourání krypty. Typickým znakem gotiky je příkrá střecha doplněná chrliči fantaskních tvarů. Dalším znakem jsou čtyřboké věže, které jsou v rozích zesílené pomocí pilířů. Podél své výšky jsou děleny na jednotlivá patra. Ve světské architektuře se gotika projevila nejen u reprezentativních budov, ale i v měšťanské architektuře, kde se stavěly několikapodlažní budovy se štítem do ulice.
Za první gotickou stavbu je obecně považována přestavba chrámu (přesněji ovšem pouze novostavba jeho západního dvojvěžového průčelí a chóru s chórovým ochozem a věncem kaplí) benediktinského kláštera Saint-Denis nedaleko Paříže, který vznikl před polovinou 12. století. Iniciátorem této stavby byl opat Suger, jeden z nejmocnějších mužů tehdejší Francie a důvěrný přítel králů Ludvíka VI. a Ludvíka VII.. Dochoval se zcela unikátní text, v němž opat Suger popisuje průběh stavby. Tento text je dnes důležitým pramenem pro poznání a pochopení středověkého myšlení a ikonografie středověkých staveb. Sugerovou snahou bylo oslavit významného světce a francouzského národního patrona svatého Diviše, který zde byl pohřben. V kostele je proto také dodnes pohřebiště francouzských králů, což jeho význam v Sugerově době pochopitelně ještě zvyšovalo.
Revolučnost Saint-Denis spočívá v tom, že zde bylo novým způsobem spojeno několik stavebních prvků, které byly samostatně užity na některých starších stavbách Île-de-France a také nedaleké Normandie izolovaně. Vznikl tak celek, který se stal pravzorem všech ostatních gotických katedrál. Především je to žebrová křížová klenba, ale také západní průčelí s mohutnými vstupními portály a dvojicí věží, chórový ochoz (v Saint-Denis nezvykle dvojlodní) s věncem kaplí, použití vitráží osazených v rozměrných oknech a s tím související použití opěrného systému.
Gotický sloh je vedle antického systému sloupových řádů (renesance, baroko, klasicismus) a architektury klasické moderny (purismus, konstruktivismus, funkcionalismus) nejvýznamnějším architektonickým systémem používaným v evropském stavebnictví. Ačkoli byla gotika často (a oprávněně) chápána jako jistý protiklad antické stavební tradice, původně se paradoxně snažila na ní v mnoha věcech navázat. Dokládá to například použití řady antikizujících sloupů mezilodních arkád v chórech a chrámových lodích raně gotických katedrál (Saint-Denis, Laon, Soissons, Notre-Dame v Paříži, Remeš, atd.)
Toto navázání na antiku bylo naprosto cílené a souviselo se snahou francouzských králů z rodu Kapetovců (stejně jako dříve Karel Veliký či Ota III.) legitimizovat své mocenské postavení odvoláním se na antickou římskou říši. Období nástupu gotiky se také pozoruhodně kryje s obdobím jejich postupného rozšiřování a upevňování vládnoucí moci v celé Francii. Novostavby obrovských gotických katedrál tak jednoznačně znamenají demonstraci moci francouzských králů a je zcela oprávněné, hovořit proto o gotice jako o francouzském královském stavebním slohu. Proto také celé působení gotické architektury, jejímž nejvlastnějším a hlavním plodem je gotická katedrála, směřuje k pompéznosti, nádheře, jasu, „nekonečné“ délce, šířce i výšce staveb, které doslova způsobují závrať a jsou vybudovány v podstatě na samotné hranici únosnosti použitých stavebních materiálů.
Snad nejvýznamnější trojice francouzských katedrál představuje také další fázi vývoje gotické architektury.
Pětilodní katedrála Notre-Dame (1163–1245) v Paříži je stavbou mimořádnou už svou velikostí, neboť je 130 m dlouhá a výška klenby dosahuje 35 m. Pozoruhodná je též šestipaprsčitá žebrová klenba, jíž je zaklenuta hlavní loď, chór i transept. Pozoruhodné je i západní průčelí opatřené mj. „královskou galerií“, tj. řadu soch francouzských králů.
Katedrála v Chartres je nejvýznamnější mariánskou svatyní ve Francii. Tomu odpovídá i architektonické ztvárnění katedrály, která se začala budovat po požáru v roce 1194. Protože prakticky každá nová katedrála tohoto období měla být ještě velkolepější, větší a krásnější než všechny katedrály do té doby postavené, je i Chartres větší a vyšší než Notre-Dame v Paříži. Působí však poměrně těžce, protože zcela záměrně používá velice předimenzované pilíře, zdivo a další architektonické prvky. Její interiér je také poměrně temný. Díky tomu ovšem působí také jako pevná, nepohnutelná a prakticky věčná stavba, což byl také hlavní architektonický záměr.
Poslední z trojice katedrál je korunovační chrám francouzských králů v Remeši. Katedrála v Remeši byla budována po požáru předchozí svatyně roku 1210. Chartres předstihuje nikoli rozměry, ale především mírou použití architektonické i sochařské dekorace. Na této katedrále byly poprvé použity kružby a stavba je také, především na západním průčelí, vysloveně přeplněna množstvím mohutných gotických soch i nejrůznějších architektonických prvků, jako jsou například veliké fiály kryjící tabernákly se sochami andělů a zdůrazňující už tak velmi ozdobný opěrný systém.
Dalšími významnými katedrálami tohoto období jsou katedrály v Soissons, Amiens, Bourges či Beauvais, kde dosáhla štíhlost a odhmotnění takových rozměrů, že dokonce dvakrát došlo ke zřícení části stavby, a ta musela být pak nákladně obnovována.
Německy hovořící země, kam ovšem v této době prakticky musíme počítat i Čechy, neboť ve středověku kulturně patří zcela do této oblasti, jsou místem, kde
Na samém počátku zde stojí chór katedrály v Magdeburgu, budovaný po roce 1207. Přestože obsahuje ještě množství románských prvků, používá už také řadu prvků gotických, přičemž s postupující výstavbou románských prvků ubývá ve prospěch prvků gotických. Kostely v Trevíru, Marburgu či katedrály v Metách a Štrasburku přejímají gotiku už značně komplexněji.
Prvním skutečně důsledně gotickým kostelem a zároveň stavbou, jíž se německá gotika vzepjala naprosto mimořádnému výkonu je katedrála v Kolíně nad Rýnem. Nejen od roku 1248 budovaný prosvětlený, štíhlý a vysoký chór, z vnějšku opatřený z dálky viditelným opěrným systémem, který velmi přesně navazuje na francouzské vzory rayonantní gotiky, ale také ostatní části katedrály, především dvojice obrovitých západních věží (zahájeny kolem roku 1350, dobudovány až v devatenáctém století), která už je výsledkem domácího vývoje gotického slohu je čímsi naprosto mimořádným.
Významnými kostely je i kostel ve Freiburgu im Breisgau, jehož obrovitá věž (1250–1320), s kružbami prolamovanou, 45 metrů vysokou jehlancovou helmicí, údajně „nejkrásnější v celém křesťanském světě“, je opět vskutku neuvěřitelným stavebním výkonem, dotýkajícím se samotné hranice stavebních materiálů i použitých konstrukčních principů. Podobným výkonem je i jemnou kružbovou sítí pokryté západní průčelí katedrály ve Štrasburku, zahájené roku 1277 patrně pod vedením Erwina von Steinbach.
Ve Švábském Gmündu působili otec Jindřich Parléř a jeho velmi mladý, ale už velmi schopný syn Petr. Mimořádným a zřejmě společným dílem je Gmündský kostel svatého Kříže. Dalším norimberský kostel Panny Marie.
Nejdůležitější stavby ovšem realizoval Petr Parléř v Čechách. Je jimi především katedrála svatého Víta, v níž mladý stavitel předvedl asi nejvíce své neobyčejné invence. Parléř na jedné straně zcela integrálně pokračuje ve směru určeném francouzskou rayonantní gotikou, přitom ji však nesmírně inovativně domýšlí, obohacuje a v konečném důsledku vlastně také porušuje a destruuje. Takový charakter mají všechny jeho zásahy na pražské katedrále. Průběžná síťová žebrová klenba, zcela originální, dynamizující způsob formování triforia, způsobem zaklenutí sakristie pomocí klenby osazené visutými svorníky či utvářením a zaklenutím klenby kaple svatého Václava. Podobným paradoxním dojmem působí však také takřka neuvěřitelný způsob, kterým Parléř vyřešil jižní portál katedrály. Zmínit je nutné i bohatě dekorovaný opěrný systém, který je mj. zdoben panelací se slepými kružbami a fiály, které jakoby „prorážejí“ konstrukci vlastních opěráků.
Dalšími významnými stavbami jsou kostel svatého Bartoloměje v Kolíně, Staroměstská mostecká věž v Praze či žel požárem prakticky zničená a přestavěná Kaple všech svatých na Pražském hradě, která se zřejmě výrazně podobala pařížské Sainte Chapelle. Na katedrále snad působili i Parléřovi synové. Předpokládá se, že se podíleli i na některých stavbách v Ulmu (münster) či Bamberku. Po vypuknutí husitských válek se žáci Petra Parléře z Prahy přesunuli do Vídně, kde se výrazně podíleli na dostavbě katedrály svatého Štěpána.
V době, kdy v Itálii už dávno probíhala renesance měla architektura za Alpami stále ještě v podstatě gotickou podobu, byť někdy s izolovaně použitými prvky renesančními.
Velice zajímavou podobu má pozdněgotická cihlová architektura v Německu (především severním). Zde postupně došlo k tak výrazné minimalizaci tvarosloví, že se téměř podobají některým puristickým stavbám z počátku dvacátého století. To je nejmarkantněji případ kostela Panny Marie v Stralsundu, ovšem velmi minimalistický je i cihlový mariánský kostel v Mnichově od Jörga von Halspach.
Jiné cihlové stavby sice používají větší množství dekoru, ale nakládají s ním přesto velmi neortodoxně. Někdy tyto stavby dokonce připomenou sececní cihlovou architekturu. Totéž se však děje i v kameni. Stačí zmínit kroucené sloupy severní boční lodi katedrály v Braunschweigu či neuvěřitelné dvojité šnekové schodiště na hradě ve Štýrském Hradci z doky kolem roku 1500, které takřka připomene například tvorbu Antoni Gaudího.
Z tvorby mnoha velmi zajímavých stavitelů zmiňme ještě dva: prvním je Arnold von Westfalen, jehož zámek v Míšni tzv. Albrechtsburg (po roce. 1470) dodnes udivuje tím, kolika nejrůznějších variací je schopno gotické tvarosloví. Kamenné prvky jsou stáčeny a křiveny, místnosti jsou zaklenuty ohromnými bezžebernými sklípkovými klenbami, kamenné pruty ostění se vzájemně kříží a přesekávají, vrchní část oken je formována do zvláštního „záclonového“ tvaru.
V podobném duchu se nese i tvorba Benedikta Rieda, jihoněmeckého architekta působícího v Čechách. Jeho nejvýznamnější realizací je tzv. Vladislavský sál (1495–1515) s jezdeckými schody a také s přilehlým Ludvíkovým křídlem na Pražském Hradě. Základem Riedovy tvorby jsou síťové klenby zaklenuté pomocí stáčených žeber. Dalšími například palác na hradě v Blatné či dostavba chrámu svaté Barbory v Kutné Hoře.