Kalocsa az államalapítás óta érseki székhely. Első apátja Boldog Asztrik volt, aki Szent Isvtán királyunknak elhozta II. Szilveszter pápától a koronát.
Az érsekség első székesegyháza valamikor 1050 körül épülhetett, majd a hívek számának növekedése miatt egy nagyobb székesegyházat emeltek, amely a tatárjáráskor elpusztult. A tatárdúlást követően Nagy Lajos idejében készült el a harmadik székesegyház. Ez is szomorú sorsra jutott, a 17. században hajdúk gyújtották fel.
A tető nélkül maradt, folyamatosan pusztuló romos falak helyén a jelenlegi székesegyház 64 m hosszú, 24 m széles, 65 m toronymagasságú épületét 1735-74 között emelték olasz barokk stílusban Mayerhoffer András tervei alapján, Patachich Gábor érsek kezdeményezésére. Az építésben kalocsai kőművesek és pesti kőfaragók vettek részt.
A falak 1754-ben már álltak, de a külső díszítéssel csak 1757-re, a belsővel 1770-re készültek el. Utolsó lépésként, 1774-ben a toronysisakok kerültek a helyükre. Ezeket az 1795. július 18-án délután becsapó villám felégette, pótlásukra 1799-1800-ban került sor, ekkor kapott az épület klasszicista rézsisakot.
Az oromzat tetején kétoldalt korábban Szent Pál és Szent Péter apostolok 1775-ben faragott szobra volt látható, de az alakok omladozó anyaga olyannyira életveszélyessé vált, hogy egy nagyobb szélvihar alkalmával leesett Szent Péter kezében tartott kulcsa (2007).
Az oromzaton így ma magányosan áll Szűz Mária 1881-ben készült alakja, Hartmann János müncheni szobrászmester alkotása.
Kalocsa város Mária mennybemenetele tiszteletére szentelt barokk főszékesegyháza impozáns méreteivel és túldíszítettségével kápráztatja el a látogatót, belseje 57 méter hosszú, 24 méter széles, csarnoktemplom jellegű. A Főoltárkép Mária mennybemenetelét ábrázolja, Leopold Kuplwieser festette 1857-ben, romantikus stílusban. Az eredeti kompozíciót 1908 és 1912 között egy átépítés során megbontották, a kisebb mellékképeket eltávolították. Ezek jelenleg az Érseki Kincstárban tekinthetők meg. Az átépítéssel új baldachint emeltek az oltár fölé, tetején kezükben kardot tartó kerubok láthatók.
A bejárat felett a kórusban elhelyezett orgonát 1923-ban készítette a pécsi Angster orgonaépítő cég. Az I. világháború idején cin sípjait leszerelték hadi célokra. Az utána elkészült orgonát 1985-ben újították fel, most 3 manuálos, pedálsoros, 64 regiszteres és 4668 síppal rendelkező, külsejében is emlékezetes hangszer zengi be a székesegyház belsejét.
A templom alatt az érseki kripta található, padlózatán nyomon követhető az első székesegyház szentélyfalának alapja.