A igreja foi construída no bairro da Ribera, que, a princípio, era somente o endereço de pescadores, estivadores e todo tipo de gente humilde. O bairro tornou-se próspero e a antiga igreja romana onde os pescadores veneravam sua Virgem ficou pequena para os paroquianos abastados. Os esforços econômicos da Igreja barcelonesa e da realeza, entretanto, concentravam-se unicamente na reconstrução da catedral da cidade.
Unidos pela devoção, os paroquianos de Santa Maria do Mar dão início, em 25 de março de 1329, à construção daquele que deveria ser o maior monumento à Virgem Maria. Em torno de 1350, as paredes, as capelas laterais e a fachada foram terminadas. Treze anos mais tarde, em 1373, um terremoto assolou Barcelona e derrubou o campanário da igreja. Faltando concluir o quarto trecho das abóbadas, um terrível incêndio devastou Santa Maria, reduzindo a cinzas a sacristia, o coro, os órgãos, os altares e tudo mais que não fosse de pedra. O esforço e o dinheiro do povo foram destinados a tudo que o fogo consumiu por completo. Em 3 de novembro de 1383, foi colocada a última parte da abóbada, que levava o escudo da junta de obras em honra a todos os cidadãos anônimos que contribuíram, e, finalmente, em 15 de agosto do ano seguinte, a igreja de Santa Maria do Mar foi inaugurada com uma missa solene.