Durante la primera mitad del siglo XIII se desarrolla el estilo protogótico, que supone la utilización de elementos como la bóveda de crucería y el arco apuntado, además de la ruptura con la visión románica del mundo. Este estilo aparece ya en la abadía de San Ementerio (iglesia del Cristo), en Santander, donde se encontraban las reliquias de los patronos de la villa.

A partir del 1250 se realizan los alzados de la entonces colegiata de Santander, de las iglesias de Laredo y Castro Urdiales, y parte de las de San Vicente de la Barquera y Santoña. La iglesia de Castro Urdiales es la única que responde tempranamente a un modelo gótico clásico propio de las ciudades, de ahí que recuerde a las grandes catedrales francesas. En las demás, dependientes aún de monasterios o colegiatas, se toma un modelo borgoñón, derivado del gótico monasterial, con escaso desarrollo en altura, direcciones longitudinales y proporciones basadas en el cuadrado. La escultura monumental de estos edificios, en los que no existe un programa iconográfico y en los que abunda la temática vegetal, parece haber sido realizada por los propios canteros.

En el siglo XV algunos edificios, como las iglesias de los conventos de San Luis, en San Vicente de la Barquera, y el de Santa Catalina, en Monte Corbán, presentan ya una planta de nave única, ábside poligonal y capillas entre contrafuertes.

La aparición del gótico hispanoflamenco, caracterizado por las bóvedas estrelladas y una estructura arquitectónica que adquiere sentido decorativo, tiene lugar en la primera mitad del siglo XVI, en los cruceros de las iglesias de Santoña y San Vicente de la Barquera y en el santuario de Nuestra Señora de Fresnedo, en Solórzano.

Existe un desarrollo importante de la escultura funeraria en época gótica, representada en sepulcros realizados con diferentes materiales. Estos llevan relieves, escudos y frecuentemente la figura yacente del difunto. Destacan el sepulcro de la familia Corro en San Vicente de la Barquera, el de Munio González en Castañeda y la estatua funeraria de Don Pedro González de Agüero (Museo Diocesano de Santillana del Mar).

La mayor parte de las obras de imaginería del momento, al igual que la pintura, proceden de talleres externos a la región. Castilla y Flandes son los focos fundamentales de importación. La Virgen con el Niño y Cristo crucificado son las imágenes que más se repiten, como consecuencia de la exaltación que el Gótico hace de los temas marianos y de un Cristo más humano. Pero sin duda la obra escultórica más importante es el retablo de Nuestra Señora de Belén, en la parroquial de Laredo.