Lucrarile acestui lacas de cult au inceput in anul 1741 si s-au finalizat in anul 1749. Arhitectii vienezi, Anton si Johann Martinelli s-au inspirat pentru construirea acestui edificiu de la prima biserica catolica din Transilvania, mai exact Biserica Iezuitilor din Cluj. Cele doua constructii seamana foarte mult, ambele avand o latime medie si doua turle impunatoare chiar in fata. Despre Johann Martinelli, se cunoaste faptul ca a proiectat curtea imperiala din Viena, iar faima acestuia l-a determinat pe ctitorul catedralei, Ioan Inocentiu Micu Klein sa semneze un contract cu el. In anul 1756, cel ce detinea acest edificiu era Petru Pavel Aron, acesta fiind si cel ce a sfintit catedrala.

Pictura dateaza din perioada 1748-1749, aceasta fiind realizata in stil bizantin, cu accente realiste. In catedrala exista pictati opt papi, de catre Iacob Zugravul, ce s-a inspirat de la biserica Sfanta Paraschieva din Rasinari. Sub picioarele apostolului Simon, se afla semnatura lui Iacob Zugravul, sau cunoscut pe vremea aceea ca Iacov Zugraf, acesta fiind fiul preotului Radu din Rasinari. Iisus Hristos este reprezentat ca Mare Arhiereu in primul registru, in al doilea registru este prezentata Liturghia Ingereasca, al treilea registru detinand ciclul praznicelor, iar al patrulea continand scene din viata mantuitorului.

Realizarea iconostasului a implicat munca de durata, deoarece acesta a fost confectionat din lemn de tei, la Targu Mures, fiind adus la Blaj cu carul. In anul 1765 se realizeaza picturile icoanelor pe iconostas, de catre Stefan Tenetchi. Despre acest iconostat s-a spus ca a fost si este cel mai frumos si mai mare din intreaga Romania.