Cuando se fundó el obispado de Michoacán en 1536, tuvo como sedes, primero, al poblado de Tzintzuntzan, después a Pátzcuaro y finalmente a la ciudad de Valladolid, en la que se asentó en 1580. La catedral de entonces fue presa de un incendio, por lo que se inició la construcción de una nueva en 1660, de acuerdo al proyecto de Vicencio Barroso de la Escayola; esta se concluyó en el año de 1744.

La catedral posee un importante órgano tubular de 6 mil flautas de principios del siglo XX de fabricación alemana en sustitución del antiguo órgano español del siglo XVIII del cual solo se conservan sus fachadas labradas en madera y que decoran al órgano electromecánico. En el mes de mayo se lleva a cabo el Festival Internacional de Órgano de Morelia como parte de la celebración del aniversario de la ciudad. El festival ha estado a cargo del decano y maestro el organista Alfonso Vega Núñez quien ha invitado a ejecutar conciertos a importantes organistas de todo del mundo, entre los que se destaca el francés Jean Guillou. Algunas de las presentaciones cuentan con la participación de la Orquesta Sinfónica del Estado de Michoacán.

La Catedral de Morelia es una construcción de cantera de estilo barroco tablereado propio de la ciudad de Morelia. Construida a partir del 6 de agosto 1660 por Vicente Barroso de la Escayola quien dirigió el proyecto hasta 1692, año de su muerte. La primera piedra de la construcción fue colocada por el obispo Fray Marcos Ramírez del Prado después de ser autorizada su construcción por parte de el Virrey Francisco Fernández de la Cueva, Duque de Alburquerque el 22 de marzo de 1660 concluyendo continuos trámites y proyectos de construcción durante un largo período de 80 años a partir de 1580 hasta el año de su aprobación.

El estilo de su fachada es barroco sobrio con un abundante y excelente juego de tableros moldurados, guardamalletas y pilastras en vez de columnas, logrando un atractivo conjunto ornamental que incluye a sus elevadas torres. En las portadas se aprecian relieves con escenas de la vida de Cristo, y las puertas de acceso se cubren de cuero bellamente labrado y pintado. El interior es de estilo neoclásico y en él destacan el órgano del coro y un bello manifestador de plata labrada que se ubica en el altar principal y que pertenece al siglo XVIII.

El Exterior es un enorme coloso de cantera rosa con dos grandes torres de 66.8 m de altura, de estilo barroco tablereado. Posee una triple fachada (una frontal y dos laterales) con retablos labrados. El templo, tiene una planta del tipo cruz latina con una longitud de 96 m y un ancho total de 62 m. Limitando al atrio se encuentra una bella reja de hierro forjado que data del siglo XIX.

Fachadas:

Fachada tripartita:
La fachada principal de la catedral, que se encuentra compuesta por tres niveles y corresponde al estilo barroco, da a la avenida principal de la ciudad (Avenida Madero), y no a la plaza, como es costumbre en la mayor parte de las ciudades novohispanas. La portada se encuentra decorada con esculturas y bajorrelieves que aluden a la Resurrección, la Adoración de los Pastores, así como la Adoración de los Magos. Hay además estatuas de San Pedro, San Pablo, San Juan Bautista, San Miguel Arcángel, Santa Águeda y Santa Rosa de Lima.

Torres:
Por otra parte, las dos torres gemelas, cada una de tres cuerpos y 62 m de altura (66 si se consideran las cruces en los remates) franquean la portada del templo, lo que le da al edificio un aspecto imponente, pero no exento de gracia y equilibrio. Una de las torres tiene como remate una cruz de hierro, que simboliza la naturaleza divina de Cristo, mientras que la otra torre tiene por remate una cruz de piedra, que representa la naturaleza humana de Jesús.

* Torre Oriente
* Torre Poniente

Cúpula Central
La cúpula principal se encuentra revestida por azulejos y por dentro está soportada por un enorme tambor circular. También existe otra cúpula que corona una de las capillas de la construcción.

El Interior. El interior del edificio contrasta con exterior, ya que es de estilo dórico y consta de tres naves, estando la central sostenida por catorce columnas. Además, anexas a las naves laterales, se tienen cuatro capillas delicadamente decoradas y múltiples retablos neoclásicos a lo largo de las dos naves laterales.

Naves

Nave Central
En el altar mayor se tiene un baldaquín, conformado por cuatro columnas que soportan una cúpula, y en su interior un manifestador de plata. Por detrás de éste, se encuentra un amplio coro para los canónigos, contrario a lo que ocurre en muchas otras catedrales, que dicho coro se encuentra en la parte central de la nave principal. Este hecho hace que la catedral de Morelia tenga amplio espacio para los feligreses en la nave principal. En la nave central se encuentra un pulpito realizado en madera tallada en estilo neogótico.

Naves Laterales
Dos naves laterales a la central, poseen altares neoclásicos dedicados a diversos santos, al fondo las naves se encuentran rematadas por grandes altares, uno del lado oriente dedicado al Señor de La Sacristía y otro del lado poniente dedicado al Sagrado Corazón patrono de la Ciudad.

* Nave lateral Oriente:
* Nave lateral Poniente:

Capillas
La Catedral posee cuatro capillas, ubicadas al comienzo de las naves laterales, 2 capillas justamente debajo de las torres y las otras dos contiguas. Las capillas del lado oriente están dedicadas a la virgen de la Soledad y al Sagrario de la Catedral. Del lado poniente una está dedicada a la Sagrada Familia y la otra es una capilla funeraria que alberga sepulcros en mármol de Arzobispos.

* Capilla del Sagrario
* Capilla de la Soledad
* Capilla de la Sagrada Familia o de los Mártires
* Capilla de San Jerónimo

Salas
Posee varias salas entre las que se encuentran la Sala Capitular, La Sacristía, entre otras, donde se encuentran antiguas pinturas y mobiliarios del siglo XVIII y XIX.

* Sala Sacristía
* Sala Capitular