Projetada pelo arquiteto Oscar Niemeyer, sua pedra fundamental foi lançada em 12 de setembro de 1958. Teve sua estrutura pronta em 1960 onde apareciam somente a área circular de 70 metros de diâmetro, da qual se elevam 16 colunas, de concreto aparente. Em 31 de maio de 1970 a Catedral foi inaugurada, após 12 anos de construção, devido à complexidade do projeto.

Na praça de acesso ao templo, o campanário com sinos doados pelo Governo Espanhol, divide o espaço com as esculturas em bronze, de autoria de Alfredo Ceschiatti, com três metros de altura, cada uma, representando Os Quatro Evangelistas – São João, à direita e São Matheus, São Lucas e São Marcos à esquerda. No interior da nave, estão as esculturas dos Anjos da Anunciação, suspensos por cabos de aço. O batistério em forma ovóide tem em suas paredes o painel em azulejos pintados por Athos Bulcão

A cobertura da nave tem um vitral composto por 16 peças em fibra de vidro em tons de azul, verde, branco e marrom, pintados por Marianne Peretti, e inseridas entre os pilares de concreto. O altar foi doado pelo Papa João Paulo VI e a imagem da padroeira Nossa Senhora Aparecida é uma réplica da original que se encontra em Aparecida/SP. A via Sacra é uma obra de Di Cavalcanti. E ainda na entrada do templo, encontra-se um pilar com passagens da vida de Maria, pintados por Athos Bulcão.

Uma curiosidade do local é a forma côncava das paredes laterais do interior da Catedral. Essa característica peculiar permite que uma pessoa que esteja em uma das extremidades da lateral consiga falar com outra na extremidade oposta apenas aproximando a voz da parede.

Dica da profa. Donária Duarte sobre Acessibilidade: Entrada principal por rampa mas sem sinalização tátil. No estacionamento da entrada principal não há vagas para pessoas com deficiência nem rampa de acesso entre a rua e a calçada, entretanto há estacionamento acessível e rampa na entrada subterrânea. Não possui sanitários acessíveis. Não há mapa ou maquete tátil.