У 1546 році було засновано місто Аріка в місці під назвою Ель Ченчорро. Через п'ятдесят років місто було зруйноване землетрусом і цунамі, які змусили жителів перенести свої будинки в гавань під захист мису Морро, в місце, де він знаходиться на даний час.

Нинішня будівля собору Аріка було побудовано на руїнах другого храму міста, зведеного в 1640 році. Після 200-річної служби ця церква була зруйнована землетрусом у 1868 році. Збереглися тільки кам'яні сходи. Проект нової будівлі церкви було замовлено перуанським президентом Хосе Балта у французькій майстерні Густава Ейфеля і спочатку призначався для курорту Анконі. Але 1875 році було вирішено будувати в Аріке. Вже через рік в храмі була проведена перша Меса.

Під час Тихоокеанської війни (1879-1883) місто Аріка став належати Чилі. Але до ХХ століття прихід Аріка залишався під керівництвом єпархії Арекіпа, згідно з указом Ватикану. У 1910 році мер міста Аріка, Максимо Ліра, видав указ про висилку перуанського священика і його помічника з країни. Їх замінили чилійські військові капелани.

У 1911 році церква була приєднана до єпархії Тарапака (зараз - єпархії Ікіке). А в 1959 році була переведена в ранг собору. З благословення Папи Івана Павла II в 1986 році була заснована єпархія Аріка з центром у Кафедральному соборі Св. Марка в Аріке.

Будівля церкви відносно невелике, в готичному стилі. Конструкція церкви виконана повністю з металу - балки, колони, з'єднані стрілчастими арками, за винятком двох дерев'яних дверей. Вежа храму піднімається до неба, надаючи будівлі красу і велич, яке посилюється завдяки навколишнього ландшафту: Плаза-де-Колон, мис Морро-де-Аріка, гавань, порт і безмежне море.

У 1984 році будівля собору оголошено Національним пам'ятником Чилі. А в 2002 році - Історичним пам'ятником Аріка.