Elle a été construite sur la mosquée primitive, documentée par le géographe arabe Al-Himyari, qui mentionne qu'elle était faite de «trois nefs soutenues par des colonnes de marbre».

Son invocation originale était celle de Santa María, inconnue à quoi ressemblait le bâtiment d'origine, seulement que l'autel principal était orienté à l'ouest et sa porte principale au nord, à côté de la soi-disant «Fuente del Lugar». Les premières données documentaires sur les travaux du temple actuel remontent à l'année 1547, apportant la pierre de la carrière de Bedmar. En 1569, le Maestro Domingo de Uriarte y travailla. De 1582 à 1589 le travail a été chargé de Juan Vizcaino. En 1591, les frères Gaspar et Francisco de Aranda sont mentionnés comme bâtisseurs et maîtres tailleurs de pierre, construisant la nef centrale avec ses six chapelles latérales à voûtes à caissons, tout comme Vandelvira, qui était le superviseur des travaux des temples du diocèse. L'ensemble construit est de style Renaissance-puriste.

En 1613, la construction de la tour a commencé, selon le plan de Juan de Aranda Salazar avec un style baroque. Dans celui-ci, trois boucliers appartenant aux évêques sont gravés dans la pierre: Sancho Dávila, Cardenal Moscoso et Fernando Andrade, intervenant dans le travail des maîtres Francisco de Zamora, Alonso Galan, Andrés et Diego Guerrero, achevé en 1661 par Eufrasio López de Rojas , avec un bouclier Sancho Dávila à l'intérieur. L'une de ses quatre cloches date de 1794.

En 1729, la tête ou la chapelle principale a été réparée par Juan de Consuegra. De 1771 à 1780, le transept actuel, la chapelle principale et le dôme des évangélistes ont été construits dans un style néoclassique avec des détails du rococo dans le dôme qui a été construit par Pedro Fernández, Manuel et Juan Armenteros. En 1799, les chaires et les gradins ont été placés, commençant la construction de la façade principale de style néoclassique par Manuel Caballero qui l'a achevée, avec le chœur en 1801. Selon certains historiens, la façade est l'une des meilleures de la province en raison de ses proportions gracieuses. En 1864, les chapelles de La Expiración et le Baptême ont été construits. En 1877, les travaux de construction de la chapelle de San José, dirigés par l'architecte Pedro Pascual Samaniego, avec une élégante âme soeur, décorée d'intéressantes fresques de 1915, se terminèrent. De 1989 à 1992, le temple a subi une profonde restauration ajoutant des éléments qui rehaussent encore son intérieur tels que plusieurs retables en marbre et pierre de Macael, la magnifique grille et les stalles de la chapelle de San José, l'éclairage, etc.