Rares vestiges du 16ème siècle
Le premier bâtiment créé en 1522 sur les lieux, était une petite chapelle en bois. Mais la « mâle marée » en 1522 emporta le bâtiment. Ainsi en 1525 une chapelle fut reconstruite, à côté une tour est construite (elle sera rabaissée en 1563); après le saccage du bâtiment par les Huguenots, il a été décidé de la construire en pierre. La construction commence en 1575 pour se terminer en 1610. Lors de la Révolution, l'église devient un temple de la raison. Aussi l'église est saccagé pendant cette période de l'histoire française. Ainsi en 1830 l'église, ainsi que sa tour, a dû être restaurée une première fois. Pendant cette rénovation, un projet d'aggrandissement du chœur a été proposé mais il n'a pas été réalisé.
Lors des bombardements de septembre 1944 de la ville par l'aviation britannique, l'église reste miraculeusement debout, sans être épargnée : une bombe détruit un tiers de la nef. La façade ouest (côté rue de Paris, l'entrée principale de la cathédrale) reste debout ainsi que la tour ; la nef, de la façade jusqu'au transept est détruite. Après le transept, le chœur reste debout. Lors de la reconstruction plusieurs architectes veulent détruire l'église. Mais Auguste Perret, l'architecte en chef qui s'occupe de la reconstruction du centre-ville du Havre, sauve l'édifice en décidant de reconstruire un peu plus à l'ouest (d'où la création du parvis).
Fondée comme église paroissiale, elle n'est devenue cathédrale qu'en 1974 lors de la constitution du diocèse du Havre sur la partie occidentale de l'archidiocèse de Rouen. Le diocèse du Havre a été créé après la fin des chantiers de reconstruction de l'actuelle cathédrale du Havre. Aussi la cathédrale fait partie de la paroisse Saint Yves de la mer.
