La Cattedrale fu edificata sull'area in cui era originariamente presente un antico tempio dedicato a San Vigilio, patrono della città. Il vescovo Federico Vanga (1207-1218) decise di ricostruire interamente il Duomo dalle fondamenta, affidando il progetto alle maestranze guidate da Adamo d'Arogno, come attesta una lapide murata nel basamento dell'abside. Alla fine del Duecento il transetto settentrionale venne ornato con un rosone detto "Ruota della Fortuna" per il motivo iconografico rappresentato, un topos dell'arte medievale. Tra il 1305 e il 1307 Egidio da Campione diresse i lavori realizzando il fianco meridionale del Duomo e la parte inferiore dei campanili. Nel 1321 il figlio, Bonino da Campione, realizzò il rosone sulla facciata e aggiunse elementi ormai gotici. Dal 1545 al 1563 la Cattedrale ospitò il Concilio di Trento. Nel 1682, ad opera di Giuseppe Alberti, venne realizzata la Cappella del Crocefisso, una struttura barocca inserita nelle forme quasi totalmente romaniche, mentre nel 1739 venne realizzato il baldacchino dell'altare maggiore, d'ispirazione berniniana.