Le origini di Tournai si perdono nel tempo. Ciò che si sa è per certo è che già esisteva nel 50 a.C. come avamposto romano sotto il nome di "Turnacum".

Tournai "la maestosa" o "la nobile", come spesso è stata definita, è la città più antica della Vallonia e la seconda più antica del Belgio ed è a ragione considerata una delle più importanti città d'arte del Paese. Qui, infatti, cultura e storia si fondono meravigliosamente insieme e invitano alla scoperta dei suoi tesori più importanti lungo itinerari a piedi, in trenino turistico o in battello.

La Schelda la divide in parti ineguali, unite da numerosi ponti: la sezione occidentale, che si eleva dal lungo fiume in forma di anfiteatro, è il quartiere più attivo e moderno. Tournai è importante nodo commerciale e sede di industrie metalmeccaniche, tessili, dei materiali da costruzione, della concia, grafiche, alimentari, della ceramica. Notevole centro culturale.

L’antica Turnacum nella provincia Belgica Secunda, fu città dei Menapi e loro capitale in età tardo-imperiale. Conquistata tra il 431 e il 451 dai Franchi, divenne la capitale dei primi re merovingi. Dopo un periodo di decadenza, la vita economica della città si risvegliò nel IX secolo e ancor più nel X e XI secolo, fiorendo nella città soprattutto la lavorazione della pietra. 

Tournai, principale punto d’appoggio della politica di espansione francese verso il Nord, godette della particolare protezione del re. Fortificata con mura da Filippo il Bello nel 1255, Tournai assunse anche importanza strategica. Durante la guerra dei Cent’anni, nel 1521 fu presa dal conte di Nassau e annessa ai Paesi Bassi. 

Tornò alla Francia nel 1667 fino al 1709, quando fu conquistata dal principe Eugenio di Savoia e dal duca di Marlborough. Con il Trattato di Utrecht del 1713 Tournai, con il Tournaisis, fu incorporata ai Paesi Bassi austriaci, di cui da allora condivise le vicende. Nella seconda metà del XVIII secolo. Tournai, già celebre nel 15° sec. per l’industria della tappezzeria di alto liccio, acquistò nuova rinomanza con la fabbricazione delle porcellane e dei tappeti.

Ancora oggi, nell'aria frizzante della città, si percepisce la presenza dell'Antico e del Ricordo: qui musei, edifici storici, statue commemorative e monumenti sono i silenti testimoni di un importante, storico passato.

Il cantiere della cattedrale di Notre-Dame ebbe inizio nel corso del primo quarto del XII secolo, mentre era vescovo Stefano, quando probabilmente era ormai certo che Tournai. sarebbe diventata la sede di una potente diocesi. I lavori si protrassero nel corso di tutto il XII secolo, per terminare solo all'inizio del XIII; la fine del cantiere romanico è databile intorno al 1220, sulla base di alcune testimonianze scritte.

Impressionante, se non altro per le dimensioni (lunghezza esterna m 134), l'edificio - il cui coro romanico, mai terminato, venne abbattuto per essere sostituito intorno alla metà del Duecento da un coro in stile gotico - costituisce senza dubbio uno dei migliori esempi dell'architettura romanica dell'Europa nordoccidentale. È stato supposto che la pianta di questo edificio, caratteristica per la terminazione dei due bracci del transetto a emiciclo, in origine probabilmente trilobato, potesse aver tratto ispirazione dalla chiesa distrutta di Saint-Lucien a Beauvais, della quale doveva costituire una sorta di amplificazione monumentale. 

L'esempio di Tournai non fu senza sviluppi, poiché lo stesso tipo di impianto venne ripreso a partire dal 1135 nella cattedrale di Notre-Dame a Noyon, sede per alcuni anni ancora della diocesi bicefala di Noyon-Tournai, e più tardi, nel corso dell'ultimo terzo del XII secolo, nella cattedrale di Cambrai, quest'ultima interamente distrutta durante la Rivoluzione francese.

Un'origine più remota di questa pianta può essere ricercata nell'architettura religiosa della Normandia: il celebre esempio dell'abbaziale di Saint-Vigor a Cérisy-la-Forêt (fine XI secolo), con i bracci del transetto terminanti a emiciclo con tre registri sovrapposti di finestre, sembra per più di una ragione mostrare analogie con Tournai. Le influenze normanne, o anglonormanne, sono ancora riscontrabili in altre soluzioni architettoniche, come l'alzato in quattro registri della navata, con tribune, o la presenza di una galleria che corre all'esterno delle finestre del registro superiore della navate. 

L'impianto a cinque torri all'incrocio del transetto, detto a croce potenziata perché le torri sono staccate dalla lanterna, non trova invece antecedenti in senso stretto nell'architettura europea, cosa che ha indotto a considerare l'ipotesi di un'invenzione autonoma. Sembra che originariamente fossero previste, inoltre, due possenti torri di facciata, per un totale di sette; questo tipo di pianta si ritrova, con qualche variante, in due grandi cattedrali gotiche del domaine royal, quella di Notre-Dame a Laon, nella quale furono costruite solo la lanterna e le due torri all'estremità dei bracci del transetto meridionale, e quella di Notre-Dame a Reims, nella quale le torri dell'incrocio del transetto non superarono il livello delle parti inferiori dell'edificio.

I rapporti con la Normandia e, più in generale, con i territori anglonormanni, trovano ancora eco nei superbi affreschi nel braccio settentrionale del transetto della cattedrale, che narrano gli episodi della Leggenda di Santa Margherita d'Antiochia. Questi affreschi, i più importanti di epoca romanica conservati in Belgio, possono essere datati in base all'analisi stilistica all'ultimo terzo del XII secolo, quando la costruzione del transetto era, se non terminata, almeno in via di completamento, come sembrerebbe attestare una prima consacrazione dell'edificio nel 1171 da parte dell'arcivescovo metropolitano di Reims. 

È interessante a questo proposito segnalare che nel 1170, poco prima della sua morte, Tommaso Becket, arcivescovo di Canterbury (1162-1170), aveva fatto una visita ufficiale a Tournai e che nel 1174 furono fatte importanti donazioni a favore di alcune cappelle, tra le quali quella dedicata a Santa Margherita, nel transetto settentrionale; pertanto si può ipotizzare che a quell'epoca le pitture murali fossero già state eseguite.

Anche la scultura svolse un ruolo di primaria importanza nella fase romanica dell'edificio. La serie di superbi capitelli realizzati con la pietra calcarea nera della zona, un tempo policromi, dalla decorazione fitomorfa, zoomorfa e antropomorfa, offre una testimonianza eccezionale dell'alto livello raggiunto dagli scultori di Tournai, che lavoravano nel cantiere o, più verosimilmente, nelle cave di estrazione. Lo stile dei racemi a basso rilievo e di alcune figure del repertorio zoomorfo trae elementi anche dalla miniatura. Appare evidente che la vicinanza dello scriptorium e della biblioteca monastica della potente abbazia di Saint-Martin - che possedeva del resto alcune delle cave dalle quali furono estratti i vari tipi di pietra utilizzati per le sculture - non sia stata certamente estranea all'emergere di un'arte di tale qualità, che attinge a forme e a modelli grafici così vari.

Lo stesso rapporto tra scultura e miniatura si osserva nei tre portali della cattedrale, in origine anch'essi policromi. Del doppio portale occidentale (interamente rimaneggiato alla fine del XIII secolo), sul quale erano illustrati i Mesi dell'anno sotto la duplice forma dello Zodiaco e dei Lavori relativi a ciascuno di essi, restano quattro rilievi - uno dei quali rappresenta un ariete, un altro l'acquario - e un frammento nel quale si identifica un personaggio intento alla vendemmia. 

Il portale laterale nord, detto Porte Mantile, rappresenta una delle testimonianze più ambiziose e meglio conservate della scultura di età romanica in Belgio: nei piedritti è illustrato il tema, ripreso dalla Psychomachia di Prudenzio, che vede qui opporsi, sovrapposte e inserite tra le colonne d'angolo del portale, la Superbia e l'Umiltà da una parte e la Lussuria e la Castità dall'altra; sulla cornice che inquadra il portale, sotto l'archivolto, si trova un ciclo istoriato tradizionalmente identificato con la lotta tra i due sovrani merovingi Sigeberto I re d'Austrasia (561-575) e Chilperico I re dei Franchi (561-584), con le loro rispettive spose Brunilde (m. nel 613) e Fredegonda (m. nel 597). Si tratterebbe piuttosto, in base a una recente interpretazione, di un tema improntato all'Antico Testamento, ovvero dell'episodio di Giuditta e Oloferne, in relazione con la dedicazione della cattedrale, costituendo Giuditta una prefigurazione della Vergine Maria.