Jest to najstarsza świątynia w Gorzowie Wielkopolskim, zbudowana w drugiej połowie XIII wieku, a jej pierwotny tytuł to Maryi Panny i 11 Dziewic. Jest to budowla gotycka, ale posiada elementy jeszcze z poprzedniego stylu, czyli romanizmu.

Na przestrzeni wieków kształt kościoła nieznacznie uległ zmianie, np. w XV wieku wybudowano prezbiterium, w XVII wieku zmieniono hełm na wieży południowej, a następnie dwie gotyckie kaplice. Dużo większym przeróbkom poddane zostało wnętrze katedry. Początkowo znajdowało się tutaj siedemnaście ołtarzy, jednak w wyniku ruchów obrazorubczych podczas reformacji zlikwidowano szesnaście ołtarzy.

Od końca XVI wieku była to świątynia luterańska i jej wnętrze zostało bardzo przebudowane. W połowie XX wieku katedra została na nowo dostosowana do wiary katolickiej.