Historia katedry we Włocławku rozpoczyna się dnia 25 marca 1340 roku kiedy to biskup Maciej Pałuk z Gołańczy kładzie kamień węgielny pod nowo powstającą katedrę we Włocławku. Tak w swoich rocznikach notuje każdemu znany kronikarz Jan Długosz. Budowę rozpoczęto poza miastem w pobliżu skarpy wiślanej. Na początku historii kiedy Włocławek stał się stolicą nowo powstałego biskupstwa, znajdowały się już w nim dwie świątynie. Jedną z nich był kościół św. Jana Chrzciciela, natomiast drugim prawdopodobnie była będące pod książęcym patronatem kaplica rodowa. I to jej przypadła rola pierwszej katedry na tych ziemiach. Pierwsza zapisana wzmianka o istnieniu katedry we Włocławku pochodzi z roku 1185 r., w którym nastąpiło nadanie na jej uposażenia.
Dzieje katedr we Włocławku są jednak dość tajemnicze, osnute licznymi hipotezami i domysłami wymagają dość szczegółowych badań. Jednak materiałów do tych badań mogą dostarczyć jedynie wykopaliska archeologiczne. Ogólnie katedry były trzy, jedna była przemianowanym kościołem grodowym, drugą spalili Krzyżacy, a trzecia stoi do dziś.
Katedra zalewana, potem spalona, Krzyżacy zabraniają odbudowy
Na początku historii, czyli rokiem 1123 funkcję katedry pełnił kościół grodowy św. Jerzego. Zapewne został on w tym celu przebudowany i dość powiększony. Katedra ta otrzymała wezwanie Najświętszej Maryi Panny, pod tym wezwaniem występuje w akcie darowizny z 1185 roku. Na początku wieku XIII bp Michał herbu Godziemba wnosi na niskim brzegu Wisły nową katedrę w stylu romańskim, nowa katedra na to samo wezwanie jak jej poprzedniczka. Niestety wspomniany wyżej Michał dość nieszczęśliwie wybrał jej lokalizację, albowiem katedra ta dość często była zalewana przez Wisłę i z tego też powodu niszczała.
Dnia 7 maja 1329 roku Krzyżacy wraz z Czechami zdobywają Włocławek, i pustoszą miasto wraz z katedrą. Najeźdźcy pod groźbą śmierci zabraniają odbudowy miasta jak i katedry, miało to na celu oderwanie Włocławka od diecezji kujawsko-pomorskiej i utworzenie nowej podległej bezpośrednio zakonowi. Papież nie wrażał zgody na takie “manewry”, jednak Krzyżacy zbytnio się tym nie przejmowali. Spalona przez Krzyżaków świątynia prawdopodobnie znajdowała się w pobliżu ulic Gdańska, Bednarska i Zamcza. Uważa się, że budulec pochodzący z jej rozbiórki posłużył do budowy kamienicy znajdującej na ulicy ul. Bednarskiej 2. Biskup Maciej z Gołańczy mając świadomość lekceważenia postanowień Watykanu przez zakon, 24 sierpnia 1330 roku decyduje się zawrzeć z mistrzem krzyżackim pakt. Pakt ten był niezbyt korzystny dla pomysłodawcy, jednak pozwolił na nowo zorganizować życie religijne w zniszczonym mieście. Na jego mocy poza miastem został wzniesiony niewielki kościół pod wezwaniem św. Witallisa, pełnił on rolę tymczasowej katedry jako jedyna włocławska świątynia.
Kolejna katedra
Na mocy paktu z poprzedniego akapitu rozpoczęto budowę nowej katedry. Postanowiono ulokować ją w trochę innym miejscu niż poprzednią, została bardziej oddalona od brzegów Wisły której wylewy zagrażały poprzedniczce. Budowę rozpoczął wspomniany wyżej biskup Maciej Pałuk z Gołańczy, jednak w międzyczasie umiera. Jego dzieło kontynuuj bratanek Zbylut z Gołańczy. Rokiem 1350 erygowano i uposażono ołtarz św. Jana i Andrzeja. Na początku wzniesiono długie prezbiterium w typie medykadenckim i południową zakrystię, po roku 1358 rozpoczęto wznoszenie korpusu głównego. Natomiast w roku 1392 odnotowano wydatki na pokrycie dachu. Konsekracji świątyni dokonał bp Jan Kropidła dnia 13 maja 1411 roku, konsekrował on jednak nieukończoną świątynię. Dopiero w poł XV wieku zaślepiono katedrę i kontynuowano budowę wież. W roku 1463 wzniesiono szczyt zachodni. Budowa trwałą do roku 1526 kiedy to ukończono wieżę północną. Wraz z początkiem wieku XV ukończono budowę korpusu nawy głównej. Geneza tego skromnego kształtu katedry jest przedmiotem wśród historyków sztuki. Proponują oni pogląd, iż wzorem i inspiracją dla niego była katedra w Gnieźnie, lub też wzorów należy szukać w tradycji budowli w środowisku Górnej Nadrenii. Widoczne wewnątrz gwiaździste sklepienia z przełomu wieku XIV i XV wywodzą się z architektury zakonu krzyżackiego. Do naszych czasów zachowały się 22 kwatery gotyckich witraży oryginalnie pochodzących z okien prezbiterium. Obecnie są one wyeksponowane w kaplicy św. Barbary.
Zmiana stylu , i kolejne kaplice
Wraz z nadejściem nowego XVI wieku powstaje kaplica św. Marcina, zakrystia, kruchta, skarbiec, i kapitularz. Zmienia się także styl katedry z gotyckiego na renesansowy. Zmiana ta odbija się w architekturze świątyni, jak i w jej wyposażeniu. Powstają wówczas m.in. kamienne portale kapitularza. Rokiem 1586 biskup Hieronim Rozdrażewski funduje renesansową polichromię. Polichromia ta pokryła ściany prezbiterium. Wraz z początkiem następnego wieku powstaje największa z kaplic, czyli kaplica Najświętszej Marii Panny będąca reminiscencją kaplicy zygmuntowskiej. Mniej więcej w tym samym okresie powstaje druga kaplica pw. św. Kazimierza, zwana również kaplicą sufraganów. Rokiem 1636 ukończone zostają prace nad barokowym ołtarzem głównym wykonanym z czarnego chęcińskiego marmuru. W ołtarzu tym umieszczono obrazy Bartłomieja Strobla. W latach 1636-1639 podwyższono wieże i nakryto je baniastymi hełmami.
Rokiem 1657 katedra została splądrowana przez szwedzkie wojska. Remont po tych wydarzeniach trwał aż do 1691 roku. W 1741 miał miejsce kolejny remont, wprowadzono wtedy nowe elementy wyposażenia. Katedra została ponownie splądrowana przez wojska pruskie w roku 1794.
Bryła kaplicy dość szybko ubogacona
Bryłę świeżo pobudowanej kaplicy dość szybko ubogacano różnego rodzaju kaplicami. Jako pierwszy zaczął bp. Krzesław z Kurozwęk budując kaplicę Matki Bożej przy południowej nawie bocznej. Rokiem 1508 wzniesiono kruchtę na północy i przylegającą do niej izbę dla kościelnych. Osiem lat później od północy przy prezbiterium dobudowano zakrystię klerycką, a 11 lat później murator Maciej Kokoszka buduje przy kaplicy Matki Bożej kaplicę św. Marcina. Kaplicę tą funduje dziekan kapitułę Feliksa Naropińskiego.W tym okresie wzniesiono także dwuizbowy kapitularz przy południowej wieży. W 1541 między świeżo postawionym kapitularzem a kaplicą św. Marcina wzniesiona zostaje kaplica Zwiastowana Najświętszej Maryi Panny, później nazwana kaplicą Najświętszego Sakramentu. Kaplica jest znana pod nazwą “Cibavit”. Wzniesiono ją z fundacji biskupa Łukasza Górki przez Leonarda z warsztatu Bernarda de Gianotis.
Na początku szesnastego stulecia Tomasz Nykiel z Pińczowa wraz z Samuelem Świętkowiczem wznoszą nową manierystyczną kaplicę Mariacką fundacji bp. Jana Tarnowskiego. W roku 1617 wzniesiono podobną kaplicę Zwiastowania Najświętszej Maryi Panny, św. Jana Chrzciciela i św. Franciszka Serafickiego. Wzniesiono ją z fundacji sufraganów biskupów Franciszka Łąckiego oraz Baltazara Miaskowskiego.