Кафедральний собор Арекіпу є одним з найперших релігійних будівель в місті. Перша будівля церкви була побудована в 1544 році архітектором Петером Годинесом під заступництвом єпископа Куско, доном Фрайем Вісенте де Веларде. У 1583 році землетрус зруйнував храм. В 1590 році будівлю церкви було відновлено, але ненадовго. У 1600 році через виверження вулкана Уайнапутіна, храм знову частково був зруйнований. На початку XVII століття Папа Павло V заснував єпархію Арекіпа, і на місці старої церкви з 1621 по 1656 рік велося будівництво кафедрального собору. Після сильної пожежі в 1844 році будівля собору змогли відновити за проектом архітектора Лукаса Побл та за підтримки єпископа Хосе Себастьяна де Гойенеш і Барреда в 1868 році.

У червні 2001 році місто Арекіпа був пошкоджений землетрусом силою 8, 1 балу за шкалою Ріхтера. Одна башта собору була повністю зруйнована, неф, склепіння і друга вежа були сильно пошкоджені. Через рік, до своєї річниці, собор повністю відновили під керівництвом Хуана Мануеля Guillena.

Кафедральний собор побудований з обробленого вулканічного каменю і цегли в стилі нео-ренесансу з невеликим готичним впливом. Головний храм міста знаходиться на північній стороні Пласа-де-Армас історичного центру Арекіпу. Його фасад складається з сімдесяти колон з коринфськими капітелями, трьома дверима і з двома великими бічними арками.

Вівтар храму виконаний з каррарського мармуру, робота Феліпе Маратилло. Унікальна кафедра вирізана з дуба виконана французьким художником Бусини Ріго з Лілля. В музеї собору зберігаються дорогоцінні твори мистецтва, виготовлені в Іспанії художником-ювеліром Франсиско Маратилло, срібна корона Єлизавети II і багато інших артефактів, подарованих собору єпископом Гойенешем і його сім'єю.