Tendo a sua construção iniciada em 1598 e finalizada em uma 1612, a igreja do estilo gótico francês nasceu ainda na Vila de São Paulo do Campo. Em 1740, mais de 100 anos depois da sua criação, a pequena vila tornou-se uma cidade, com isso a então Igreja Matriz tornou-se sede Episcopal.
Por conta de sua deterioração ao longo do tempo, a antiga igreja foi demolida em 1912 e reconstruída pelo então Arcebispo Dom Duarte Leopoldo e Silva. O projeto realizado por Maximilian Hehl teve suas obras finalizadas apenas no ano de 1954, mais de 30 anos depois; o atraso ocorreu pela falta de verba e a dificuldade de importação de materiais devido as duas grandes guerras ocorridas nesse período.
Já nos anos 2000, a igreja foi revitalizada e modernizada, ganhando elevadores, mais acessibilidade para Pessoas com Deficiência (PCDs), novos banheiros e sistemas de som e luzes, restauração do sistema elétrico e de encanamento, além de um sistema de prevenção de combate a incêndios. A catedral está localizada em frente ao Marco Zero da capital paulista e tem fácil acesso através da estação Sé do Metrô.
