Początkowo kościół Santa Maria został stworzony jako parafialny - od razu po założeniu Trujillo (1535-1540). W 1616 roku kościół został wzniesiony do rangi katedry Papieża Pawła V, ale przez trzy lata był zniszczony wraz z całym miastem w wyniku trzęsienia ziemi w lutym 1619 roku. Odbudowę kościoła polecili Bartolomeo de las Куэвасу. Ale i to jest budynek kościoła nie przeżyło niszczycielskie trzęsienie ziemi w lutym 1635 roku. W 1647 roku episkopat odniósł się bardziej poważnie do budowy budynku kościoła według projektu architekta Francisco de Soto Rios, który ukończył w roku 1666 Francisco Balboa. Tym razem architekci starali się przewidzieć wszystkie niezbędne środki do stabilności budynku, aby wytrzymać przyszłe trzęsienia ziemi na wybrzeżu peru.

W 1967 roku Papież Paweł VI podniósł status kościoła do katedry, ale w 1970 roku, z powodu trzęsienia ziemi, część świątyni była poważnie uszkodzona: kopuła, dzwonnica i ołtarz. Po dwóch dekadach budynek katedry w pełni przywrócone.

Katedra Santa Maria słynie z ołtarzem - to ogromnych rozmiarów ołtarz biały w stylu barokowym i rokoko pokryta złotem, ozdobione cennymi obrazami i ikonami wykonanymi przez rzemieślników artystycznych szkół Cusco i Quito. Jego piękno i wyjątkowość, można porównać tylko z ołtarzem w katedrze Cusco.

Goście katedry Trujillo mogą zobaczyć dużą kolekcję zabytkowych ikon, która zdobi go: obrazy św. Rosy, św. Teresy z avila, Piotra, Jana Chrzciciela, św. Торибио de Могровехо, Walentynek. Sklepienie i ściany świątyni zdobią freski przedstawiające apostołów, okna - witraże.

Muzeum katedralne, znajduje się wewnątrz świątyni, przechowuje cenne religijne dzieła sztuki. Szczególnie cenna malarstwo i rzeźba szkoły Cusco i artefakty okresu kolonialnego, wśród których dwa płótna: "Zaparcie się Piotra" i "Jan Chrzciciel".

Obok katedry znajduje się Pałac arcybiskupa.