En el barrio de la Catedral encontramos algunas de las más valiosas joyas de la ciudad. Construida sobre una mezquita, el actual conjunto renacentista de Santa María conserva elementos góticos, como la Puerta de la Luna (s. XIII), y mudéjares, como los arcos de herradura apuntados de las capillas. En su robusto claustro también se aprecia esta combinación de estilos. Adosada a la Catedral se encuentran las Casas Consistorial Altas y enfrente, la fuente de Santa María, mandada construir bajo el reinado de Felipe II. Otro conjunto monumental es el formado por el Palacio de Jabalquinto y el Seminario de San Felipe Neri. El palacio cuenta con una profusa decoración isabelina en su fachada, mientras que en su claustro podemos admirar la transición del Renacimiento al Barroco. Merece la pena visitar su Salón de Actos, donde se conservan capiteles románicos de la antigua iglesia de San Juan.
Una visita imprescindible es la Sede Antonio Machado de la Universidad Internacional de Andalucía, alojada en la antigua Universidad. Esta construcción del siglo XVI fue también el Instituto de Enseñanza donde el insigne poeta, Antonio Machado, dio clases de francés durante años. Antes de detenernos en el Pósito y la Alhóndiga, almacén y antigua casa de compraventa de grano (s. XVI), debemos visitar la iglesia de Santa Cruz, una de las excepcionales muestras de arquitectura románica que conserva Andalucía. Entre numerosas casas solariegas y palacetes se encuentra la plaza del Pópulo, un conjunto compuesto por la Casa del Pópulo (Audiencia Civil y Escribanías Públicas), la Fuente de los Leones, la antigua Carnicería, la Puerta de Jaén y el Arco de Villalar. Es uno de los rincones con mayor encanto de Baeza donde, al lado de edificios nobles, permanecen varias porciones de las antiguas murallas y su puerta.