Construïda sobre l'antiga la Mesquita Aljama, inicialment com a església parroquial, va passar posteriorment a ser Col·legial, (1413) i finalment Catedral el 1510 i definitivament a partir del 1564. La seva construcció es va iniciar a finals del segle XIII, cal adscriure-la a l' estil gòtic català o llevantí, amb planta de tres naus, girola i capelles entre contraforts. La nau central és lleugerament més alta que les laterals i els arbotants presenten escàs desenvolupament. La coberta és en terrassa plana amb trespols i a l' exterior predominen les superfícies llises amb escassos buits que donen al conjunt un aspecte compacte. A grans trets es poden diferenciar en el temple quatre grans fases constructives i estilístiques, les tres primeres enquadrables en l'estil gòtic i l'última ja en el renaixentista: torre i naus al peu de l'església (fins del S. XIII- mitjans del XIV), capçalera amb altar major, girola i antiga aula Capitular (mitjans del XV- principis del XVI), creuer (1505) i Portada de l'Anunciació i capelles al costat de la torre (segona meitat del XVI). La Torre és probablement la zona més antiga de la catedral es va construir entre finals del segle XIII i mitjans del XIV. Consta de quatre cossos coberts per voltes de creueries simples i separats exteriorment per unes motllures corregudes. Va albergar en les seves diferents plantes diferents funcionalitats: cos de campanes, cos del rellotge, quart de la cera i presó episcopal, fet aquest vespre en unes curioses inscripcions realitzades pels presos.
L'església té tres portades principals, la Porta de les Cadenes amb arc polilobulat i capitells imposta, manca de timpà i parteluz, es data al segle XIV; la Porta del Loreto data del segle XV, és d'estil gòtic arcaïtzejant, presenta arquivoltes decorades amb àngels que toquen instruments musicals, el 1580 se li va suprimir el parteluz i es va decorar el timpà amb motius geomètrics; finalment la Portada de l'Anunciació igual que algunes de les capelles septentrionals és d'estil renaixentista, acabada per Juan Inglés el 1588, té un esquema en arc de triomf.
El creuer es deu a una reforma realitzada el 1505 segons traces de Pere Compte, l'autor de la Llotja de València. Mitjançant la supressió de dos pilars i la construcció de dos arcs forpers, s' aconsegueix un espai transversal a les naus i de major alçada. La volta consta de sis draps amb arcs i nervis torsos.
La capçalera del temple presenta una planta rectangular marcada pels murs de tancament de les capelles laterals i l' Antiga Aula Capitular, que mostra a l' exterior un finestral d' estil gòtic florit. La Capella Major de planta hexagonal irregular, coberta per una volta estrellada es data a la segona meitat del segle XV. La girola presenta un interessant joc de voltes irregulars, de planta trapezoïdal unes i pentagonals altres, per poder així cobrir l' espai comprès entre la Capella Major i les capelles existents als laterals i la capçalera del temple, es data a principis del segle XVI.
Finalment cal citar el claustre, obra renaixentista procedent de l' antic Convent de la Mercè, muntat el 1942 en forma de galeria al solar de l' antic fossar.
A l'interior del temple cal destacar la gran qualitat de la reixeria, cas de la reixa gòtica de La Capella de la Comunió realitzada el 1495 per Pedro Moreno, segons traça d'Antonio Vivancos, la Reja del Coro, la Reja de la Capella de Santa Catalina (1538), la Reixa del Presbiteri obra realitzada per Andrés Savania el 1549 segons traces de Jerónimo Quijano. Entre les obres conservades a les seves capelles cal destacar el "Retaule de la Mare de Déu amb Sant Pere i Santa Isabel", cap al 1500; el "Retaule de Santa Catalina", cap al 1530; La "Virgen del Pópulo", pintura anònima italiana realitzada cap al 1600 i el "Retaule de la Mare de Déu del Roser", obra de Bartolomé i Antonio Perales realitzada entre 1735 i 1740.