Orígenes. El sitio en que hoy se sitúa la catedral, en el centro de la ciudad de San Salvador, es el lugar en donde en el siglo XIX estaba la iglesia colonial de Santo Domingo, que fue destruida por un terremoto en 1873. Frente a la catedral está ubicada la Plaza Gerardo Barrios de San Salvador, también conocida como Plaza Cívica; y en su costado occidental se levanta el Palacio Nacional. La catedral tiene una historia de tragedia y de renacimiento. En 1888 se terminó una catedral de madera que sirvió como asiento de los arzobispos de San Salvador, en el solar que antes ocupó la iglesia de Santo Domingo. El 8 de agosto de 1951, este templo fue consumido por un incendio. En 1956, el arzobispo Luis Chávez y González emprendió las obras de reconstrucción de la catedral que se prolongaron por cuatro décadas.
Durante los años 1970 y la Guerra Civil de El Salvador. En 1977, cuando el arzobispo Óscar Romero sucedió a monseñor Chávez, encontró los trabajos de construcción a mitad de camino. Él utilizó el templo en sus celebraciones dominicales, a pesar de que no estaba concluido. Allí pronunció la mayoría de sus homilías en defensa de los derechos humanos. Romero difirió la terminación de la catedral para financiar proyectos en beneficio de los pobres.
Durante este tiempo, la catedral fue testigo de los numerosos conflictos sociales que vivía el país. El 6 de agosto de 1975, el Bloque Popular Revolucionario (BPR) se tomó el templo en protesta por la represión gubernamental. Fue la primera de varias tomas de catedral que se sucedieron hasta 1980. Monseñor Romero nunca aprobó las tomas de templos, pero se mostró comprensivo con los que realizaban estos actos, pues reconocía los pocos espacios de protesta legal que existían en el país. El 8 de mayo de 1979, durante una de las tomas de catedral, 24 manifestantes que participaban en una toma fueron asesinados en las gradas del templo, por las fuerzas de seguridad de El Salvador, este acto se conoció como la «masacre de las gradas de catedral«.
Una tragedia incluso mayor ocurrió el domingo 30 de marzo de 1980, durante el entierro de monseñor Romero; que había sido asesinado por un comando ultraderechista, cuando 44 personas murieron durante una una estampida después que las fuerzas de la seguridad dispararan desde el Palacio Nacional contra los feligreses que formaban el cortejo fúnebre. El arzobispo Arturo Rivera y Damas, sucesor de Romero, continuó las obras de construcción del templo, pero durante las obras, fue severamente dañado por el terremoto de San Salvador del 10 de octubre de 1986. Los trabajos de construcción se reiniciaron hasta 1990.
Tras los Acuerdos de Paz. En 1992, la plaza frente a la catedral fue el escenario de las celebraciones populares por la firma de los Acuerdos de Paz de Chapultepec. La iglesia fue visitada dos veces por el papa Juan Pablo II quién dijo que la catedral está “estrechamente ligada a los gozos y esperanzas del pueblo salvadoreño”.Durante sus visitas en 1983 y 1996, el Papa se arrodilló y oró ante la tumba del arzobispo Óscar Romero, asesinado en el año 1980, que está enterrado en la cripta de la Catedral. Fue finalmente terminada y consagrada, el 19 de marzo de 1999 por monseñor Fernando Sáenz Lacalle.
Desde ese entonces, la fachada ostentaba un mosaico con motivos artesanales del artista Fernando Llort llamada La armonía de mi pueblo,4 que combinaba lo ancestral y precolombino con la iconografía cristiana, el cual comenzó a ser retirado en diciembre del año 2011 por decisión de la jerarquía católica y en medio de cierta controversia, ya que la Secretaría de Cultura del país tenía en proceso de declararlo como bien cultural.
Cripta. Bajo la planta de la catedral se encuentra un amplio espacio denominado como “la cripta”, en la que existen dos capillas. Justo debajo del altar del templo se encuentra el mausoleo del beato y mártir Óscar Romero, detrás del cual se encuentran los nichos que contienen los restos de obispos y arzobispos de la iglesia católica salvadoreña; y algunos laicos, entre ellos el de Enrique Álvarez Córdova.