W 1241 roku pierwszy kościół parafialny w Świdnicy zburzyli Tatarzy. W 1260 książę wrocławski Henryk III zbudował drewniany kościół pod patronatem klasztoru klarysek wrocławskich. W 1296 roku patronem kościoła był św. Wacław, w 1298 św. Stanisław, a w 1303 roku kościół miał wezwanie już obu patronów.
W roku 1330 książę świdnicki Bolko II rozpoczął budowę obecnej masywnej świątyni. Był największym darczyńcą kościoła i sprawował patronat. Budową kościoła kierował Nikolaus Lowe, a prace prowadził mistrz Apetz (1385). Pojawia się przy budowie kamieniarz Jakob (1377-1391), budowniczy kościoła w Strzegomiu, który.prawdopodobnie wykonał projekt kościoła. Nawę boczną ufundowała rodzina Sachenkirch oraz sędzia Nikolaus Bolcze. W 1488 zakończono prace przy pokryciu dachu ceramicznego kościoła. Na kamiennych murach kościoła zachowało się wiele znaków mistrzów kamieniarskich.
Wielkość kościoła świadczy o randze miasta i zamożności ambitnych fundatorów. Biskup Nanker osobiście przybył do Świdnicy, aby zobaczyć postępy w budowie kościoła.
Jest to jeden z największych kościołów Śląska, z najwyższą wieżą na Dolnym Śląsku. Nie zrealizowano planów budowy północnej wieży. Obecny kościół jest orientowany, trzynawowy, bazylikowy, z wielobocznie zamkniętym prezbiterium. Pod prezbiterium znajduje się krypta z XIV wieku ze sklepieniem palmowym, wspartym na centralnym filarze.
Od zachodu prowadzą.do kościoła cztery gotyckie portale z piaskowca ozdobione figurami apostołów i świętych patronów kościoła (św. Wacław i św. Stanisław bp). Portal główny jest parzysty. Przy portalu głównym ustawiona jest rzeźba św. Anny Samotrzeć z 1496 roku. Fasada zachodnia zwieńczona jest figurą Matki Bożej.
Portal północny zw. Portalem Oblubienicy posiada bogatą dekorację. W tympanonie portalu plastyczne popiersia Matki Bożej z Dzieciątkiem, św. Piotra i św. Pawła oraz przypuszczalnie Karola IV (?) i Anny świdnickiej (?). W ostrołucznej archiwolcie portalu płaskorzeźby: Arystoteles i Filis oraz Samson i Dalila.
Lucas Schleierweber w XVI wieku odbudował sklepienie po pożarze, obniżył wysokość nawy głównej o sześć metrów i zbudował okno fasady zachodniej – największe gotyckie okno na Śląsku (18 x 6 m). Od północy i od południa przylegają do korpusu nawowego gotyckie kaplice.
W 1660 roku patronat nad kościołem przejęli jezuici, którzy przebudowali kościół, zamurowali duże okna nawy głównej, w roku 1697 przeprowadzili remont wieży uszkodzonej podczas wojny trzydziestoletniej. Na wiatrowskazie umieszczono wtedy godło zakonu „IHS”. Przed kościołem jezuici postawili kolumnę św. Floriana (1684) i św. Jana Nepomucena (1727).
W czasie wojen śląskich Prusacy umieścili w kościele obóz dla jeńców wojennych, a następnie magazyn mąki 1757-1772. Na placu przed kościołem zbudowano magazyn prowiantu w 1744 roku. W 1773 roku kościół przywrócono do celów kultu.
Gruntowna renowacja kościoła została przeprowadzona w latach 1893-1909. Po renowacji uroczyście poświecono kościół w 1909 roku.
W czasie II wojny światowej świątynia przetrwała bez większych uszkodzeń. W latach 1957-1983 ks. proboszcz Dionizy Baran przeprowadził konserwację ołtarza głównego, renowację ścian, a w 1979 wymieniono piaskowcową posadzkę kościoła na granitową. Ks. proboszcz L. Sosnowski w latach 1991-1995 odnowił hełm wieży, pokrycie blachą miedzianą, malowanie wnętrza wieży i renowację tarczy zegarowej. Ks. proboszcz J. Bagiński w 1999 roku przeprowadził remont wieży w części 8-bocznej na wysokości 54-66 m. Ksiądz Proboszcz Piotr Śliwka przeprowadza sukcesywnie remonty w kościele: m.in. krypta i sąsiednie wnętrza, zakrystia, dom parafialny, od 2006 prowadzono konserwację polichromii ściennych, w 2006 renowację witraża z XIX wieku, w 2007 konserwację sklepienia i malowidła gotyckie, w 2009 konserwację ściany zachodniej wraz z maswerkiem okna, w 2011 konserwację ściany północnej, a w 2012 ściany południowej i wschodniej, w 2016 konserwację obrazów.
W 2004 kościół otrzymał rangę katedry. Pierwszym biskupem diecezjalnym został J.E. ks. prof. Ignacy Dec. W 2017 Katedra Świdnicka została uhonorowana tytułem Pomnik Historii nadanym przez Prezydenta Rzeczypospolitej Polskiej.