1870–1881 m. klebono kun. Antano Lesnevskio ir vikaro kun. Jono Siaurusaičio rūpesčiu Vilkaviškyje pastatyta mūrinė neoromantinio stiliaus bažnyčia. 1884 m. vysk. Juozapas Oleka ją konsekravo Švč. Mergelės Marijos Aplankymo titulu. 1926 m., įsteigus Vilkaviškio vyskupiją, ši bažnyčia tapo katedra.
Antrojo pasaulinio karo metu katedra beveik nenukentėjo: buvo apgriauti bokštai ir sienos, pramušti skliautai. Jos remontui būtų pakakę pusės metų, tačiau sovietinė valdžia katedros remontuoti neleido ir pabaigė ją griauti. Pamatai buvo užpilti žemėmis ir apaugo krūmais. Katedros vietoje įrengtas skveras.
Vilkaviškio vyskupijai atgavus savarankiškumą, nuspręsta ant senosios pamatų statyti naują katedrą. Tai buvo nelengvas darbas, nes senasis katedros projektas neišlikęs. Naują statybos projektą parengė Dailės akademijos docentas J. Palaima, remdamasis senomis fotografijomis ir žmonių prisiminimais.
Parapijos klebonas kun. Vytautas Gustaitis ir architektų grupė, vadovaujama prof. Vytauto Nasvyčio, 1991 m. pradėjo katedros statybą. Tų pačių metų rugpjūčio mėnesį pašventinti pamatai. Pašventinimo iškilmėse, be vysk. Juozo Žemaičio MIC, dalyvavo šioje parapijoje darbavęsi Kauno arkivyskupas metropolitas Sigitas Tamkevičius SJ ir Panevėžio vyskupas Juozas Preikšas. Į pamatą įdėta kapsulė su katedros istorija, pamatų projektu ir statytojų vardais. Vysk. Juozas Žemaitis MIC įmūrijo pirmą akmenį.
2001 m. rugsėjo 2 d. katedroje iškilmingai paminėtas Vilkaviškio vyskupijos 75-erių metų jubiliejus. Iškilmėse dalyvavo Lietuvos ir kaimyninės Lenkijos episkopatų, Seimų ir Vyriausybių, vyskupijos teritorijoje esančių apskričių, miestų ir rajonų valdžios atstovai, katalikiškųjų organizacijų nariai, kunigai, seserys vienuolės, Palaimintojo Jurgio Matulaičio kunigų seminarijos auklėtiniai ir gausi minia tikinčiųjų.
2003 m. liepos 6 d. pašventinti nauji katedros varpai, nulieti Lenkijoje, Kraševskių varpų liejykloje. Mažiausias pavadintas šv. Jono Krikštytojo, vidurinysis – šv. Antano ir šv. Juozapo, o didžiausias – Švč. Mergelės Marijos ir šv. Kazimiero vardu. Šiokiadieniais mažasis varpas skamba prieš rytines Mišias, vidurinysis skelbia vidurdienį ir kviečia į vakaro Mišias, o per iškilmes gaudžia visi trys varpai.