Data del siglo XVI. Después de la reconquista de la ciudad en el año 1245 por Fernando III el Santo, siguió utilizándose la mezquita árabe como iglesia cristiana, hasta fines del siglo XV. Se comenzó un nuevo edificio sobre las ruinas de aquella construcción árabe cuyas obras fueron dirigidas por Pedro López y Enrique Egas.
En 1525 se apreciaron síntomas de ruina, por lo que se decidió demoler el edificio, a excepción del testero, las obras continuaron hacia 1540 dirigidas por Andrés de Vandelvira, el que medió en 1573 el aparejador Alonso de Barba, obras que quedaron interrumpidas. Se reanudaron en 1634 bajo la dirección de Juan de Aranda.
La fachada principal construida en 1694 por López Rojas de Rojas, flanqueada por dos torres y decoradas con esculturas de Pedro Roldán.

El interior es una planta rectangular y presenta tres naves separadas por columnas renacentistas y rodeadas de capillas, en la que se encuentran notables cuadros de los siglos XVII y XVIII con los que sobresalen de Antolinez y González Velásquez y esculturas barrocas de Mora.
En la Capilla Mayor hay un retablo renacentista, y un valioso relicario que se venera la reliquia del Santo Rostro o Santa Faz. En dicha capilla se encuentra sepultado deSde Mayo del 2001 el gran Obispo que fue D. Alonso Suárez de la Fuente del Sauce, que ha permanecido en una cajonera más de 400 años, su cuerpo permanece incorrupto, llamado también el Obispo constructor, vino a Jaén en el año 1520 y murió en el año 1522.
En la capilla de San Pedro de Osma, hay un retablo de Pedro de Machuca del siglo XVI.
El coro es obra del siglo XVIII la influencia flamenca se debe a los entalladores Velasco Gutierre, Fernández Cáceres (Primer cuarto del siglo XVI la 2° siglo XVII) Cuyas tablas son de Julio Fernández, Miguel Arias, José Gallego y Oviedo del Portal. Es similar a la de la Catedral de Burgos, consta de sillería de Canónigos y banco de Caballeros, la de Canónigos 65 sitiales y sus 69 tablas, en su parte superior esta reservada para el Obispo, y la inferior con 50 sitiales y 59 tablas para Beneficiados y Capellanes. Por su parte el banco de los caballeros, componen un banco corrido con 7 tablas parte superior y una menos en la inferior todas ellas reservadas para el Cabildo Municipal.