La historia de la Catedral camina paralela a la historia de la ciudad y de la diócesis de Jaén. Tras la conquista de Jaén por Fernando III en 1246, la mezquita aljama (o mayor) se adapta como Catedral, al ser trasladada la sede episcopal de Baeza a Jaén en 1249. 

        Debido a los destrozos de la incursión árabe en Jaén, en el año 1368, el obispo don Nicolás de Biedma derriba la antigua mezquita convertida en catedral y construye otra nueva, de estilo gótico. Consta de 5 naves, y la cubierta es de madera.  Pero en 1494, el obispo don Luis Osorio tuvo que demoler, debido a su mal estado, la capilla mayor y el crucero y afrontar un nuevo proyecto. El obispo constructor don Alonso Suárez, continuando las labores de su antecesor, construye la nueva capilla mayor (destinada a su enterramiento) y realiza otras reformas. Pero en 1525 el cimborrio se derrumbó. Se hizo, pues, necesario, lejano ya el peligro musulmán del Reino de Granada, acometer un proyecto moderno, que será renacentista.

El Cardenal Merino, natural de Santisteban del Puerto, obispo de Jaén de 1523 a 1535, hombre influyente en la Santa Sede y en la Corte del Emperador Carlos V, recavó ayudas y maestros para un nuevo proyecto totalmente renacentista. Este proyecto será encargado a Andrés de Vandelvira, discípulo de Diego de Siloé, quien realizará la antesacristía, la sacristía, la sala capitular y el panteón de canónigos [II], obra que conluirá su aparejador y discípulo Alonso Barba.

Las obras continuaron en el siglo XVII con la llegada del joven Cardenal don Baltasar Moscoso y Sandoval, sobrino del duque de Lerma, valido de Felipe III, que fue obispo de Jaén de 1619 a 1646.  Con la intención de “fabricar a Dios un insigne templo”, encargó la obra al arquitecto del Castillo de Locubín Juan de Aranda Salazar, que había demostrado su maestría en las catedrales de Córdoba y Granada. Aranda concluirá desde el testero hasta el crucero, incluida la puerta norte de la Inmaculada [III], hasta el punto de que en 1660 se puede consagrar el nuevo templo catedralicio.

Su discípulo Eufrasio López de Rojas, que también había trabajado en la catedral de Granada,  realizará la fachada barroca y las torres (1667-88), que concluirá su discípulo Blas Antonio Delgado [IV].

A partir de 1726, José Gallego, alumno de Churriguera, cerrará las bóvedas bajas y construirá el coro, en estilo barroco [V].

Por último, desde 1761 hasta 1801, Ventura Rodríguez, a través de sus discípulos,  y después su sobrino Manuel Martín Rodríguez, realizarán la iglesia del sagrario, la lonja norte, y algunos adornos más de la Catedral [VI]. El proyecto totalmente acabado se inauguró el año 1.801, siendo Obispo de Jaén Fray Diego Melo de Portugal.