Jelgavas katoļu baznīcas pirmsākumi saistās ar 1635.gadu, kad esošās katedrāles vietā sāka celt katoļu baznīcu. Tā bija vienkārša, drukna ēka ar tādu pašu torni.
Kad 18.gadsimta beigās franču revolūcijas laikā Jelgavā patvērumu rada nākamais Francijas karalis Luijs XVIII, tam iekārtoja baznīcā ložu, kurā viņš, citiem neredzam, varēja piedalīties dievkalpojumā. Ložā viņš slepus varēja iekļūt pa speciāli iebūvētām kāpnēm.
Veco baznīcu 1906.gadā nojauca, lai tajā pašā gadā uzceltu daudz lielāku. Šodien redzamā katedrāles ēka celta pēc arhitekta Kārļa Eduarda Strandmaņa projekta pseidogotikas stilā. 1906.gada nogalē jaunā baznīca tika iesvētīta Bezvainīgās Jaunavas Marijas godam.
Kara darbības rezultātā 1944.gada jūlija beigās baznīca nodega, un no tās pāri palika tikai izdegušie mūri. Pēc kara tika uzsākta baznīcas atjaunošana, bet torņa smaile savu tagadējo izskatu ieguva tikai 1992.gadā. Katedrāles statusu baznīcai piešķīra 1996.gadā toreizējais Romas pāvests Jānis Pāvils II.
Ēka ir bagātīgi rotāta ar dekoratīviem elementiem, virs ieejas izveidots bareljefs “Svētais vakarēdiens”, bet galvenais akcents ēkas interjerā veltīts greznajai altāra daļai.
