A catedral, atribuída ao bispo Máximo, data do final do século IV. O projeto original previa A catedral, atribuída ao bispo Máximo, remonta ao final do século IV. O projeto original previa o desenvolvimento de três basílicas cristãs, dedicadas a São Salvador, Santa Maria e São João Baptista.
Em 1490, por ordem do cardeal Domingo Della Rovere dos Senhores de Vinovo, começaram os trabalhos de demolição das três antigas basílicas e a construção de um novo edifício projetado pelo escultor e arquiteto Amedeo da Settignano, que trouxe as novas formas do Renascimento para o Piemonte. Em 1491 foi lançada a pedra fundamental e, em 21 de setembro de 1505, a catedral foi consagrada.
Turim, que se tornou a capital do Ducado de Savoia em 1563, acolheu o Sudário em 1578, e durante o século XVII foi decidido ampliar a Catedral, a fim de criar um ambiente digno para hospedá-la. Em 1668 foi chamado Guarino Guarini, já engajado na Igreja Real de San Lourenço, não muito longe da Catedral, que em 1668 iniciou a construção da Capela do Sudário. A cúpula, que durou 28 anos, foi concluída em 1694.
A torre sineira, dedicada a Santo André, foi construída entre 1468 e 1470 a mando do bispo João de Compeys, que pertencia a uma prestigiada família de origem savoiana.
A Catedral foi seriamente danificada durante o incêndio de abril de 1997, destruindo grande parte da obra de Guarini. A Santa Relíquia foi resgatada pelos bombeiros e está agora preservada na Sé, na última capela à esquerda, mas não visível ao público.
