Katedrálu založil pravděpodobně roku 1106 údělný kníže Svatopluk. Ve stavbě pak pokračoval jeho syn Václav, který ji roku 1130 na smrtelné loži svěřil biskupu Jindřichu Zdíkovi k dokončení. Zdík ji vysvětil 30. června 1131. Původní stavbou byla trojlodní bazilika se dvěma masivními románskými věžemi. Z této románské podoby se dochovaly pouze základy obvodových zdí, pod dlažbou chrámu zasypaná krypta a spodní části věží.

Po požáru v roce 1265 byl chrám goticky přestavěn. V letech 1589–1595 nechal biskup Stanislav Pavlovský přistavět mezi dvě krajní také střední věž. Kardinál František Dietrichštejn později zadal výstavbu mohutného raně barokního kněžiště.

Rozsáhlou novogotickou přestavbu provedl na přání kardinála Fürstenberka architekt Gustav Meretta. Ten na původně románských věžích postavil dvě menší pseudogotické věže nad průčelím, přistavěl novou stometrovou věž a zcela regotizoval presbytář i interiér katedrály. Na novogotickém oltáři zaujmou čtyři raně renesanční plastiky, pocházející z římského kostela Santa Maria Maggiore.

Chrámová loď je od zvýšeného presbytáře oddělena vysokou mříží. Mezi nejcennější památky interiéru patří dva náhrobníky: dvou přemyslovských knížat Vladimíra a Břetislava, jejichž ostatky byly přeneseny z kláštera Hradisko, a biskupa Marka Kühna, jehož náhrobek vytvořil norimberský kovolijec Hans Straubinger.