La historia de la construcción de la catedral de Chiclayo está estrechamente ligada al coronel José Balta quien ganó las elecciones presidenciales y asume el mando supremo el 02 de agosto de 1868; durante tres de sus cuatro años que duró su gobierno apoyó a la reconstrucción de Chiclayo. Fue el ingeniero irlandés Guillermo Townsend que tuvo a cargo la dirección de las obras de la catedral en 1869 durante la primera fase de construcción y el ingeniero Felipe Arancibia fue el autor de los planos originales, pero por falta de presupuesto no se logró la construcción. Tras cincuenta y cinco años de paralizada la obra, se solicitó al gobierno de turno una partida para reanudar la construcción es así que el 13 de febrero 1928 se reinician los trabajos en nuestra Catedral contando con el apoyo del pueblo y del gobierno del presidente Augusto B. Leguía. Si bien la construcción propiamente dicha se concluyó a fines del año 1939, los trabajos de remodelación, cambios debido a fallas estructurales y de acabados se prolongaron hasta los años cincuenta. Es una arquitectura del periodo republicano y su diseño obedece al estilo Neoclásico de la época, es uno de los ejemplos de arquitectura neoclásica religiosa del siglo XIX en el norte del Perú. Está edificado en una plataforma elevada, presenta un estrecho atrio formado por escalinatas que conducen a la entrada del templo y al nártex, que está precedido por 6 columnas de estilo dórico que sostienen el entablamento con metopas dóricas soportando el segundo nivel balcón de balaustre torneado en yeso con igual número de columnas de estilo corintio el indicado entablamento corre por todo el perímetro de la iglesia. La portada principal remata en un frontón triangular que lleva en alto relieve al escudo nacional. Sobre este elemento, han colocado una escultura de la Virgen Inmaculada cuyo autor es el escultor Chiclayano Miguel Baca Rossi, quien también fabricó un retablo de mármol para el altar mayor de la catedral, que finalmente fue retirado. El actual Altar mayor está representado por un baldaquín de mármol construido por cuatro columnas que sostiene una pequeña cúpula, colocado en el medio del presbiterio. En el lado de la epístola se ubica el púlpito de madera. En la fachada se ubican a cada lado, las torres del campanario, en el primer cuerpo existe dos ambientes utilizados como oficinas, en el segundo cuerpo pilastras rectangulares con capiteles jónicos, en la torre del lado del evangelio aberturas con arco de medio punto y en la torre del lado de la epístola se ubica la esfera del reloj. El tercer cuerpo lleva en cada esquina pilastras pareadas estriadas con fuste cilíndrico y capitele de estilo corintio, protegido por cúpulas semiesféricas rematando en una linterna con capulín. La fachada presenta tres puertas con arco de medio punto que conducen a igual número de naves que están separadas por robustas columnas de estilo dórico. En la parte posterior del templo existe una puerta a cada lado del muro testero. En total el templo tiene tres puertas en la fachada principal, dos a los laterales y dos puertas en el muro testero. Es un templo con planta en cruz latina con un estrecho atrio perimetral. Como parte del decorado interno que posee esta iglesia, se encuentran una serie de piezas, entre las que resaltan los altares. Uno de los altares más bellos del templo, es el que se encuentra dedicado al Cristo Pobre, y que presenta una estructura de tres cuerpos. Otro altar importante de esta iglesia, es el de la Virgen María. También forman parte del ornamento del templo, una serie de vitrales elaborados en Lima y que muestras en su diseño escenas de la vida de la Virgen María. Al patrimonio de la iglesia, se agrega además, la colección de cuadros de las estaciones del vía crucis, entre otras piezas.

Reconocido por el INC como Patrimonio Cultural de la Nación con R.M. No. 329-1986-ED, en el año 1986. La catedral de Chiclayo se encuentra dentro de la zona monumental de Chiclayo declarada por el INC y contiene edificaciones con valor histórico según RJ. N°009-1989-INC/J del 12 /01/1989.

Buen estado de conservación debido que la Diócesis de Chiclayo, realiza actividades de limpieza y mantenimiento.

El 07 de diciembre de 1959, se creó la diócesis para Chiclayo, nuestra iglesia tuvo el derecho de ser llamada Catedral. Consagrada a los sagrados Corazón de Jesús y María por el primer Obispo de Chiclayo Monseñor Daniel Figueroa Villón. Finalmente, mucho se ha especulado acerca de la presunta autoría de Gustado Eiffel del diseño de los planos de nuestro primer templo, e incluso afirman que la llamó “Rose Meridionale”. Al respecto, según la autora Velia Beltran en su Libro “Historiografía del Centro de Chiclayo y Palacio Municipal,”, no existe documento escrito con seriedad que acredite tal afirmación.