Одна з перших каплиць міста Калама (2250 метрів над рівнем моря і 215 км на північний схід від міста Антофагаста) була розташована на Балмакеда-авеню, навпроти міської залізничної станції, і згоріла в 1906 році, після руйнівного землетрусу. У тому ж році єпископатом був виданий указ про будівництво нової церкви зі своїм приходом у місті Калама. Документ був підписаний 22 січня 1906 року Апостольським вікарієм Антофагаста, монсеньйор Луїсом Сільва Лезаета єпископом церкви Сан-Франсиско-де-Чіу-Чіу.

Перша запис, зроблений у книзі реєстрації приходу Калама, священиком Педро Дуранго свідчила, що першою людиною, яку занурили в купіль нового приходу, була Кароліна Васкес Гарсія, запис датується від 1 квітня 1906 року. Протягом багатьох років церква міста Калама працювала не регулярно, а як тимчасова каплиця. Священик Хосе Франта наполіг на тому, щоб довгоочікуване будівлю храму було, нарешті, зведена на площі імені 23 березня. Сам батько Франта, одягнений в просту спецодяг, від світанку до заходу працював, не покладаючи рук. Заклав фундамент і звів стіни зі своїми помічниками зробив все, щоб прискорити процес будівництва церкви.

У 1927 році були повністю побудовані стіни і дах Церкви-де-Калама, в якій першу месу провів єпископ Луїс Сільва Лезаета. Але остаточно храм буде побудований лише багато років потому.

Його святість Папа Павло VI в 1965 році видав буллу про виділення Каламы з архиєпархії Антофагасты і зведенні церкви Каламы в ранг собору.

У 2001 році була проведена реконструкція будівлі собору на пожертви Чилійської Національної корпорації Codelco (найбільший в світі виробник міді).