Kníže Václav (pozdější sv. Václav) nechal kolem r. 925 vybudovat třetí kostel na Pražském hradě - rotundu sv. Víta (v místě dnešní kaple sv. Václava). Podnětem se mu stala relikvie rámě sv. Víta, kterou obdržel darem od saského vévody Jindřicha I. Ptáčníka (912 – 936) a v budované rotundě uložil. Po třech letech od zavraždění sv. Václava jsou jeho ostatky přeneseny ze Staré Boleslavi a uloženy v jižní apsidě. Původně byla rotunda knížecím dvorským kostelem, avšak r. 973 se stává katedrálním kostelem nově založeného pražského biskupství. Když se vrací český kníže Břetislav I. (1034 – 1055) z válečné výpravy v Polsku, přináší s sebou i ostatky druhého českého biskupa sv. Vojtěcha, a tak jsou r. 1039 přeneseny do severní apsidy. Původní zasvěcení se rozšířilo na sv. Víta, Václava a Vojtěcha. 10. 1. 1055 zemřel v Chrudimi kníže Břetislav I. a ještě téhož roku jsou jeho ostatky uloženy v rotundě.
Rotundu sv. Víta tvořila hlavní loď kruhového půdorysu s vnitřním průměrem zhruba 13,5 m. Po stranách byly nejspíše čtyři podkovovité apsidy, které společně vytvářely křížovitý půdorys rotundy. V hlavní apsidě se nacházel oltář sv. Víta a po r. 973 biskupský stolec, v severní apsidě oltář dvanácti apoštolů a v jižní apsidě oltář sv. Václava. Rotunda byla postavena z tesaných kvádrů na vápno a stylově se podobala nejvíce karolinskému slohu, avšak můžeme zde nalézt i vlivy velkomoravského stavitelství.
R. 1060 dává Břetislavův syn a český kníže Spytihněv II. (1055 – 1061) podnět ke zboření stávající rotundy, která již nestačí pro davy poutníků, a nechává ji nahradit větším kostelem. Ještě téhož roku je položen základní kámen. Dokončení se však Spytihněv nedočkal, neboť umírá již počátkem r. 1061. Stavby se tak ujal jeho bratr a nástupce Vratislav II. (kníže 1061 – 1085 a král Vratislav I. 1085 – 1092), jehož korunovace se 15. 6. 1085 konala v rozestavěné bazilice. Tři roky po požáru v r. 1094 byl vysvěcen hlavní oltář a r. 1096 byla bazilika definitivně dokončena. Později došlo ještě k dalším pohromám. R. 1132 zapálil blesk věž kostela a o deset let později byl kostel podpálen zápalnými střelami vojsk knížete Konráda Znojemského. K většímu rozvoji baziliky dochází za vlády Přemysla Otakara II. (1253 – 1278). R. 1253 je chrám vymalován a o dva roky později jsou pořízeny nové varhany. R. 1264 je vysvěcena nová královská kaple Všech svatých. Biskup Jan III. (1258 – 1278) nechal r. 1276 pokrýt střechy cihlami a pořídil dvě velká skleněná okna s výjevy ze Starého a Nového zákona. Po smrti Přemysla Otakara II. na Moravském poli se přestala bazilika upravovat. Od roku 1369 byla stavba postupně ubourávána, jak postupovala výstavba dnešního gotického chrámu.
Jižní apsida bývalé rotundy byla začleněna do nové baziliky tak, aby se nepohybovalo s hrobem sv. Václava. Baziliku sv. Víta, Václava a Vojtěcha tvořily tři lodě a na západě příčná loď s dvěma věžemi. Uvnitř se nacházely dva chóry (východní hlavní chór zasvěcený sv. Vítu, Václavovi a Vojtěchovy a západní Panně Marii), pod kterými se rozprostíraly krypty, z nichž byla východní sv. Kosmy a Damiána a západní sv. Martina. Délka kostela byla 70 m, šířka trojlodí 24,5 m a celková šířka 35 m. Dodnes se zachovaly v podzemí jižní části současné katedrály zdobené sloupy západní a východní krypty, části zdiva, dlažby a nosných sloupů.