W roku 1060 książę Spitygniew II zburzył rotundę i zastąpił ją nową, większą świątynią. Prawdopodobnie miała formę trójnawowej bazyliki o długości 70 m, z dwoma chórami, zachodnim i wschodnim. Posiadała także dwie wieże przy zachodnim transepcie. Od strony północnej przylegały zabudowania monasterium kanonickiego skupione wokół czworobocznego wirydarza otoczonego krużgankiem. Forma katedry nawiązywała do ważniejszych dzieł architektury powstałych w epoce sztuki romańskiej na terenie cesarstwa, szczególnie ottońskiego benedyktyńskiego kościoła w Hildesheim czy salickiej katedry w Spirze. Grób św. Wacława znajdujący się w dawnej rotundzie znalazł się w absydzie przylegającej do południowego ramienia transeptu. W tej świątyni odbyła się pierwsza czeska koronacja królewska – Wratysława II w 1085.