Die Kathedrale wurde wahrscheinlich nach der Gründung des Bistums Krakau errichtet. Das Gotteshaus wurde im Jahr 1142 geweiht. Die ältesten Teile des Gebäudes, die bis heute erhalten geblieben sind, sind die Krypta des Heiligen Leonard und der untere Teil des Südturms. Die erste Königskrönung in der Kathedrale fand im Jahr 1320 statt. Władyslaw Łokietek wurde daraufhin zum König von Polen gekrönt. Im selben Jahr wurde mit dem Bau eines neuen, prächtigeren gotischen Gotteshauses begonnen, das im Jahr 1364 eingeweiht wurde. Es ist erwähnenswert, dass bereits während des Baus die ersten Kapellen neben dem Hauptgebäude errichtet wurden. Die wichtigste, die Königliche Kapelle, die heute Sigismund-Kapelle heißt, wurde in der ersten Hälfte des 16. Jahrhunderts im Auftrag von König Sigismund I. dem Alten errichtet. Auch viele königliche Grabsteine wurden zu dieser Zeit geschaffen. Das 17. Jahrhundert war ein wichtiger Wendepunkt für die Kathedrale selbst. Das Innere des Gotteshauses wurde fast vollständig verändert. Es entstanden unter anderem neue Altäre, Grabmäler und Wanddekorationen, und draußen wurden weitere Kapellen hinzugefügt. Die nächste Epoche, das 18. Jahrhundert, brachte erneut Veränderungen. Der Innenraum bekam einen geordneten Charakter und ein spätbarockes Aussehen. Als Polen seine Unabhängigkeit verlor, wurde die Kathedrale zu einem Symbol des Polentums und des Patriotismus. Hier fanden wichtige Feierlichkeiten und Jahrestage zahlreicher historischer Ereignisse statt. In dieser Zeit wurden auch die ersten Nationalhelden in der Kathedrale beigesetzt: Tadeusz Kościuszko und Herzog Józef Poniatowski. Auch andere prominente Polen wurden hier beigesetzt. Anfang des 20. Jahrhunderts wurden hier die Gebeine von Juliusz Słowacki, Józef Piłsudski und Władysław Sikorski beigesetzt. Ihr heutiges Aussehen verdankt die Kathedrale den Arbeiten, die an der Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert durchgeführt wurden. Damals wurden unter anderem die königlichen Grabsteine der Heiligen Jadwiga und des Władysław Warneńczyk geschaffen, neue wertvolle Kunstwerke aufgestellt und gründliche Konservierungsarbeiten durchgeführt.