Cztery świątynie. Obecna katedra to co najmniej czwarta budowla w tym miejscu. W połowie X wieku stał tu jednonawowy kościół z kamienia polnego, długi na ok. 25 m. Po utworzeniu biskupstwa wrocławskiego w 1000 roku zastąpiła go większa, trójnawowa bazylika z kryptą, zniszczona ok. 1039 roku, najpewniej przez wojska czeskiego księcia Brzetysława. W 1158 roku ukończono kościół romański, rozbudowany z polecenia biskupa Waltera z Malonne, a w 1244 roku zaczęto wznosić gotyckie, ceglane prezbiterium z obejściem. Do 1341 roku, za biskupa Nankera, powstały korpus nawowy, zakrystia i dolne części wież zachodnich.
Pożary i przebudowy. 19 czerwca 1540 roku pożar strawił dach, dzwony i hełm wieży; nowy dach i hełm odbudowano w stylu renesansowym. 9 czerwca 1759 roku spłonęły wieże, dach, zakrystia i prezbiterium, a usuwanie szkód trwało ok. 150 lat. W latach 1873–1875 Karl Lüdecke przebudował wnętrze i fasadę zachodnią w stylu neogotyckim, a na początku XX wieku Hugo Hartung odnowił wieże.
Kaplice i ołtarz. Katedra ma 21 kaplic. Za prezbiterium stoi gotycka kaplica Mariacka z lat 1354–1365, ufundowana przez biskupa Przecława z Pogorzeli, z jego nagrobkiem. Po południowej stronie wzniesiono w latach 1682–1700 kaplicę św. Elżbiety, mauzoleum kardynała Fryderyka Heskiego, a po północnej — w latach 1716–1724 — kaplicę Elektorską Bożego Ciała, mauzoleum biskupa Franciszka Ludwika z Palatynatu-Neuburga, zaprojektowaną przez Johanna Bernharda Fischera von Erlacha. Srebrny ołtarz główny ufundował w 1591 roku biskup Andreas Jerin; kosztował 10 tysięcy talarów, mniej więcej tyle, co ówczesne średniej wielkości miasto. Biskupa można zobaczyć na obrazie, na medalionie w ołtarzu i w popiersiu w prezbiterium.
Wojna i odbudowa. Podczas oblężenia Festung Breslau wiosną 1945 roku zniszczeniu uległo ok. 70% katedry: sklepienia nawy, dach, hełmy wież, organy i większość obrazów. Odbudowę zakończono w 1951 roku, gdy świątynię ponownie konsekrował prymas Stefan Wyszyński, ale stożkowe hełmy wież odtworzono dopiero w latach 90. Po wojnie przeniesiono tu większą część słynnych organów z Hali Stulecia, zbudowanych w 1913 roku przez firmę Walcker i uznawanych wówczas za największe na świecie.
Najstarsza macewa. W 1917 roku znaleziono w katedrze macewę Dawida, prawdopodobnie kantora gminy żydowskiej, zmarłego w sierpniu 1203 roku — najstarszy materialny ślad wrocławskich Żydów.
Wieża. Wieże katedry mają blisko 100 m wysokości. Na taras widokowy można wjechać windą albo wejść schodami; przy złej pogodzie taras jest zamykany.