Le cloître Saint-Trophime est au centre des bâtiments canoniaux de la cité épiscopale. A partir du XIIe siècle, l’espace au sud de la cathédrale Saint-Trophime est occupé par deux grands ensembles : d’une part, le palais de l’évêque, d’autre part, le claustrum, un espace réservé à la communauté des chanoines, « ceux qui vivent selon la loi de l’Eglise ». Vers cette époque, le Chapitre d’Arles est touché par la réforme grégorienne. Celle-ci tente d’imposer une règle de vie commune à ces clercs chargés d’assister l’évêque et de gérer les biens de l’Eglise. On entreprit donc la construction de bâtiments conventuels organisés autour d’un cloître.

Les deux premières galeries, romanes, de ce dernier, présentent des sculptures d’une exceptionnelle qualité, véritables fleurons de l’art roman provençal. L’édifice sera complété au 14^e siècle de deux autres galeries de style gothique. Les modifications ultérieures de la cité épiscopale préserveront le cloître et ses salles adjacentes. Cependant le temps, l’érosion pluviale et la pollution atmosphérique mettront à mal ces joyaux de la statuaire médiévale. 

Construite au 12^e siècle, elle est bâtie sur l'emplacement d'une basilique initiale du 5^e siècle, appelée Saint-Étienne ; un chœur gothique a été ajouté au 15^e siècle. Cette ancienne cathédrale, déclassée en simple église paroissiale en 1801, est érigée en basilique mineure en 1882 par le pape Léon XIII. Au cours de son histoire, elle est le cadre de plusieurs événements :

597 : le 17 novembre, Augustin de Cantorbéry de retour à Arles après avoir converti le roi, la reine et les principaux officiers d'Angleterre, est consacré archevêque de l'Église d'Angleterre à Saint-Trophime par l'archevêque d'Arles, Virgile, alors vicaire du Saint-Siège en Gaules.  

1152 : le 29 septembre, Raimon de Montredon organise la translation des reliques de saint Trophime, des Alyscamps à la basilique Saint-Étienne, qui perd probablement alors ce vocable au profit de l'actuel Saint-Trophime.

1178 : le 30 juillet, couronnement de l'Empereur romain germanique, Frédéric Ier Barberousse par l'archevêque d'Arles.

1365 : le 4 juin, l'empereur Charles IV se fait couronner comme son prédécesseur Frédéric Barberousse, roi d'Arles à la cathédrale Saint-Trophime.