La principal obra religiosa construida en el Perú en el siglo XIX y que representa la transición entre el periodo colonial y el republicano. Encargada inicialmente a Matías Maestro, es diseñada por el maestro arequipeño Lucas Poblete. Se inicia su construcción en 1837 y se culmina la obra en 1847. Reemplaza la iglesia colonial que fue dañada en el sismo de 1784, fecha en la cual se decide elaborar el proyecto de una catedral nueva. Su emplazamiento peculiar que es paralelo a la plaza hace resaltar la fachada que abarca de un frente, airosamente compuesta en base a dos planos de columnas, uno de tamaño normal y otro de orden gigante. Por ello de la separación de la torres, respecto del diseño tradicional, con un remate superior entre ellas que era un frontón triangular (tal como se muestra en la imagen).

El sismo de 1868 produjo daños y se restaura alterando la forma inicial de los campanarios y el frontón que se redujo de tamaño y amplitud. La fachada y su ornamentación es neoclásica dentro de una profusión barroca. Complementa el conjunto dos arcos triunfales que confirman sus influencias clasicistas, transversales a la fachada, que delimitan el atrio alargado de la iglesia y que son el remate visual de las calles Mercaderes y San Agustín.