Ukończono ją w 1625. Świątynia została zbudowana w stylu barokowym, mimo to w pewnych miejscach można się doszukać detali renesansowych. Jezuici postanowili wybudować kompleks budynków dla szkoły i nowego kolegium. Budynki usytuowane były wzdłuż ulicy Jezuickiej oraz wokół dzisiejszego placu Katedralnego. Stykały się z gmachem katedry, przez co wewnątrz utworzył się dziedziniec. Całość wkomponowana była w mury obronne, przez co okna katedry musiały znajdować się powyżej linii murów z powodów bezpieczeństwa. W tym okresie była to świątynia jednonawowa z ołtarzami bocznymi.
Po kasacie zakonu w 1773 w wyniku utworzenia Komisji Edukacji Narodowej jezuici utracili kościół i klasztor. Budynki przejęli ojcowie trynitarze. Nie mieli oni jednak pieniędzy na utrzymanie świątyni, przez co kościół oraz dawne zabudowanie kolegium popadały w ruinę. W 1797 świątynia pełniła funkcję magazynu na zboże.
W 1805 utworzono diecezję lubelską. Na jej siedzibę wybrano dawny kościół jezuitów. W 1815 rozpoczęto wyburzanie gmachów kolegium jezuickiego. Gruz użyto do budowy szosy zamojskiej (obecnie ul. Kardynała Stefana Wyszyńskiego). Gmachy znajdujące się przy ul. Jezuickiej oraz graniczące z furtą klasztorną przeznaczono na szkołę wojewódzką. Swego czasu uczęszczał do niej Józef Ignacy Kraszewski. Furtę klasztorną, która już w 1627 została podwyższona i na której umieszczono dzwony, przebudowano w stylu neogotyckim i nazwano Wieżą Trynitarską. W 1821 Antonio Corazzi zaprojektował nową fasadę, utrzymaną w stylu klasycystycznym. Przed wejściem do świątyni umieścił sześciokolumnowy portyk z balkonem.
Kolejna przebudowa nastąpiła w 1878. Odnowiono wtedy wnętrze kościoła, a sześciokolumnowy portyk zmieniono na czterokolumnowy. Balkon zastąpiono frontonem.
II wojna światowa i epoka powojenna
W wyniku zniszczeń podczas II wojny światowej budynki dawnego kolegium ostatecznie przestały pełnić funkcje oświatowe i przez wiele lat stały puste. Obecnie znajduje się tam Archiwum Państwowe. Sama katedra straciła jedną z wież. Z inicjatywy ówczesnego biskupa lubelskiego Stefana Wyszyńskiego, katedrę odbudowano. Powrócono do projektu Corazziego z sześciokolumnowym portykiem i balkonem. Na froncie świątyni umieszczono sgraffito z biskupim wezwaniem Stefana Wyszyńskiego - Soli Deo (Bogu jedynemu). Na początku XXI wieku rozpoczęto renowację wnętrza archikatedry.
26 czerwca 1988 – koronacja cudownego obrazu Matki Bożej Płaczącej;
25 marca 1992 – podniesienie katedry do rangi archikatedry;
1998 – rozpoczęcie kompleksowej konserwacji dekoracji i wyposażenia archikatedry pod patronatem abpaJózefa Życińskiego;
2005 – ekspozycja szat grobowych w przebudowanych kryptach;
2006 – otwarcie stałej wystawy złotnictwa i szat liturgicznych w odnowionym Skarbcu i Zakrystii Akustycznej;
2007–2008 – konserwacja kaplicy Najświętszego Sakramentu;
2009 – początek remontu elewacji (restauracja fasady).
Wnętrze archikatedry
Wnętrze archikatedry
Wnętrze naw pokryte jest freskami wykonanymi głównie przez Józefa Mejera. W prezbiterium znajduje się XVII w. ołtarz wykonany z czarnej gruszki libańskiej, obecnie w swoim oryginalnym hebanowym kolorze, znajdują się w nim złote rzeźby świętych. W prezbiterium wiszą również dwa barokowe obrazy Franciszka Lekszyckiego: Ostatnia wieczerza i Uczta Heroda. W kaplicach bocznych oprócz fresków możemy zobaczyć figury świętych, między innymi Ignacego Loyoli oraz obrazy.
W ołtarzu bocznym przy lewej nawie wisi obraz Matki Boskiej Płaczącej. 3 lipca 1949 obraz płakał krwawymi łzami, które zostały zebrane i umieszczone w jednym z kamieni w koronie Maryi. W kaplicy Najświętszego Sakramentu znajduje się cudowny Krzyż Trybunalski, znajdujący się pierwotnie w kościele św. Michała Archanioła.
W Zakrystii Akustycznej oraz w sąsiednim skarbcu eksponowane są cenne zbiory przedmiotów liturgicznych. W obydwu pomieszczeniach znajdują się iluzjonistyczne freski Meiera, przedstawiające tryumf wiary nad herezją oraz jeźdźca Apokalipsy. Stojąc w rogu Zakrystii Akustycznej można usłyszeć szept osoby znajdującej się w innym rogu pomieszczenia. Podobno biskup lubelski chciał mieć możliwość podsłuchiwania rozmów gości, których przyjmował w Zakrystii. Innym powodem mogła być potrzeba spowiadania osób chorych, tak aby kapłan nie musiał się zbliżać do chorego. Wystarczyło, że obie osoby stały w dwóch rogach Zakrystii Akustycznej i mówiąc „do ściany” mogły się swobodnie porozumiewać.
W archikatedrze znajduje się wiele przedmiotów przeniesionych do niej w XIX w. z kościoła św. Michała. Oprócz Krzyża Trybunalskiego, jest także chrzcielnica z XIV w., tablice epitafijne, m.in. Sebastiana Klonowica, monstrancje itd.
Otwarte są dla zwiedzających krypty. Leżą tam zmarli biskupi lubelscy. Można oglądać ubrania zmarłych, portrety nagrobne, przedmioty z którymi chowani byli zmarli. Wejście do krypt znajduje się we wnętrzu katedry.
Wieża Trynitarska
Wieża Trynitarska zwana również Bramą Trynitarską, wchodziła w skład zabudowań kolegium jezuickiego. Na początku była tylko furtą klasztorną. Chcąc dojść do katedry, lub szkoły, każdy musiał przejść furtą. W 1627 podwyższono ją i przeznaczono na dzwonnice. Po kasacie zakonu jezuitów przeszła w ręce oo. trynitarzy. Mimo że budowla krótko należała do zakonników, od tej pory zaczęto ją nazywać Wieżą Trynitarską. Kolejnym właścicielem obiektu stało się miasto. W XIX w. wraz z katedrą uległa przebudowie. Antoni Corazzi zaprojektował ją w stylu neogotyckim. Podczas II wojny światowej uległa poważnym zniszczeniom. W latach 1945–1952 odbudowano Wieżę.
W Wieży Trynitarskiej obecnie znajduje się Muzeum Archidiecezjalne. Są tam przedmioty użytku religijnego, obrazy, ikony, rzeźby, tkaniny, sarkofagi, instrumenty muzyczne, lichtarze, portret trumienne oraz inne zabytkowe sprzęty. W związku z tym, że Wieża to dzwonnica lubelskiej archikatedry, można obejrzeć 4 dzwony, m.in. Michała, przeniesionego z fary lubelskiej oraz największy lubelski dzwon, Marię, z której dzwoni się w wyjątkowe uroczystości. Ze szczytu Wieży możemy podziwiać panoramę Lublina.
