Der Bau der Kathedrale begann 1226 auf Betreiben von Heinrich I., Herzog von Brabant. Fast 300 Jahre vergingen bis zu ihrer Fertigstellung. Durch die lange Bauzeit vereinigen sich mehrere Brabanter Gotikstile in dem Gotteshaus. Sehenswert sind vor allem die Buntglasfenster, die Grabmäler der Herzöge von Brabant und die große Orgel mit sage und schreibe 4.300 Pfeifen.

Die Restaurierung des Mittelschiffs und des Querhauses (1983-1989) hat den Steinen, Gewölben und Kirchenfenstern ihren früheren Glanz wiedergegeben. Bei den Arbeiten kamen bemerkenswert gut erhaltene Überreste der romanischen Kirche aus dem 11. Jahrhundert zutage, auf denen der heutige gotische Bau errichtet wurde. Die archäologische Ausgrabungsstätte kann besichigt werden.
Seit 1961 ist die Kathedrale Sitz des Erzbistums Brüssel-Mechelen.