L’un des joyaux de la collection, la maquette de la cathédrale Notre-Dame de Paris, entrée dans les collections en 1885, est un témoignage unique de l’état de la cathédrale avant les transformations de la fin du XIXe siècle. L’extérieur correspond aux rares photographies des années 1840 et permet d’apprécier les modifications apportées à l’édifice au cours du siècle des Lumières.
Cette maquette rend compte des caractéristiques de l’architecture des cathédrales gothiques au XIIIe siècle : une façade symétrique à deux tours, une nef au rythme régulier, un transept peu saillant, une abside profonde entourée d’un double déambulatoire, une forêt d’arcs-boutants qui contrebutent les voûtes sur croisées d’ogives, de grandes baies ornées de vitraux. Elle témoigne aussi d’un état du monument avant l’intervention des architectes Jean-Baptiste Lassus et Eugène Viollet-le-Duc. L’adoption de leur ambitieux projet de restauration et la création de la maquette par Louis Télésphore Galouzeau de Villepin datent, toutes deux, de l’année 1843. La galerie des rois et les portails sont vides, les statues qui les peuplaient ayant subi les affres de la Révolution. La flèche qui s’élevait à la croisée du transept, abattue en 1792, n’est pas rétablie. Les éléments ajoutés par Germain Soufflot (1713-1780), comme la sacristie (flanc sud), ou supprimés par lui, comme le trumeau du portail central, avec une partie du tympan, sont encore visibles. La fidélité avec laquelle les aménagements intérieurs sont restitués, depuis l’agencement du chœur jusqu’au mobilier des chapelles, témoigne de l’exceptionnel sens du détail du sculpteur-maquettiste qui devait certainement évoluer dans le milieu des archéologues.