Pirmosios katedros
Pirmoji katedra pastatyta XIII a. viduryje. Ji buvo pereinamojo iš romaninio į gotiką stiliaus, kvadratinio plano, trijų navų. Grindys išklotos keramikinėmis ornamentuotomis glazūruotomis plytelėmis. Sienos buvo ištapytos freskomis, o stogas uždengtas švinine skarda. Ties vakarine siena, dabartinio vargonų choro vietoje, stovėjo masyvus bokštas. 1253 m. Lietuvai paskiriami du vyskupai: Kristijonas ir Vitas. Po Mindaugo mirties (1263 m.) katedra buvo paversta pagonių šventykla.
1387 m. Jogailos rūpesčiu per vienus ar dvejus metus buvusios pagonių šventyklos vietoje pastatyta nauja trinavė gotikinė katedra su 5 koplyčiomis. Išorinės sienos netinkuotos, vidinės — tinkuotos. Slenksčiai akmeniniai, grindys tikriausiai buvo grįstos raudonomis plytomis. Ją 1388 m. konsekravo Gnezno arkivyskupas Bodzantas.
1419 m. katedra sudegė. Jos vietoje Vytautas pastatė naują didesnę halinę gotikinę katedrą. Ji pastatyta Fromborko (Frauenburgo) katedros pavyzdžiu. Fasadai buvo su kontraforsais, kai kurie koplyčių stogai paauksuoti. Pastatytos koplyčios: 1423 m. — Montvydų, 1436 m. — Goštautų, Kęsgailų, 1474 m. — Karališkoji, 1495 m. — Vyskupų. Katedroje palaidota Vytauto žmona Ona (1418 m.), Lietuvos Didysis Kunigaikštis Vytautas (1430 m.), jo brolis Žygimantas Kęstutaitis (1440 m.), Švitrigaila (1452 m.), Vytauto brolio Žygimanto Kęstutaičio sūnus Mykolas (1452 m.), šv. Kazimieras (1484 m.).
1522 m. prie katedros veikė 3 klasių mokykla. Joje buvo dėstoma retorika, muzika, dialektika, lotynų kalba. 1522 m. katedra remontuota (italų archit. Anus), šalia buvusiame gynybos bokšte įrengta varpinė.1529 m. katedroje iškilmingai vainikuotas LDK kunigaikštis Žygimantas Augustas.1530 m. katedrą nuniokojo didelis gaisas. 1534—1557 m. šventovė atstatyta laikantis renesansinio stiliaus. Atstatymo darbams vadovavo italų architektai Bernardas Zanobis da Džanotis ir Džovanis Činis. Tuo metu pristatyta koplyčių, įrengta kriptų. Fasadas papuoštas frontonu ir portalu, interjeras — freskomis, altoriais, antkapiniais paminklais. Atstatytoje katedroje palaidotos dvi Žygimanto Augusto žmonos Elžbieta Habsburgietė (1545 m.) ir Barbora Radvilaitė (1551 m.), Jonas Žygimantaitis (1583 m.), Vilniaus vyskupas vyskupas Valerijonas Protasevičius (1580 m.) ir kapitulos nariai.
1610 m. katedrą nusiaubė dar vienas gaisras. Iki 1632 m. šventovė vėl atstatyta laikantis baroko bruožų (archit. Vilhelmas Polis). Pagrindiniame fasade pastatyti 2 bokštai.
1623—1636 m. Zigmanto Vazos iniciatyva pastatyta Šv. Kazimiero koplyčia (archit. Konstantinas Tenkala ir kt.). Per karą 1655 m. katedra smarkiai sužalota ir apiplėšta; vietomis įgriuvo skliautai. Rusijos kareiviai nuplėšė ir išsivežė varinį katedros stogą.
1666 m. austrų architektas Johanas Vincentas Salvadoras pradėjo katedrą remontuoti. Dekoruota Šv. Kazimiero koplyčia (dail. Pjetras Pertis), nutapytos freskos (Mikelis Arkangelas Palonis). 1730 m. katedra vėl remontuota, įdėtos marmuro plokščių grindys. 1769 m. audra nugriovė katedros bokštą, kuris virsdamas perskėlė skliautus ir užmušė 6 žmones. Po šios nelaimės katedra uždaryta. 1786 m. atnaujinta Šv. Kazimiero koplyčia (italų archit. Karlas Spampanis), nutapyti 2 paveikslai (dail. Pranciškus Smuglevičius).
