La cathédrale romano-gothique est construite entre 1160 et 1250 environ par l’évêque A. de Faucigny. En 1291 puis en 1334 et 1349, des incendies causent des dégâts qui nécessitent d’importants travaux de réfections et de modernisation. Ils sont ordonnés par l’évêque G. de Lornay et menés à bien dès 1386. En 1430, un nouvel incendie détruit la flèche, la tour sud et la tour de l’horloge. En 1438, les deux tours sont relevées. En 1441, l’écroulement du mur nord de la nef entraîne la reconstruction des parties hautes du vaisseau, de la voûte de la croisée du transept et du cloître capitulaire, tandis que la façade romane est surélevée. En 1456, la sacristie est édifiée à l’est de la chapelle des Macchabées. Entre 1469 et 1473, une flèche est érigée entre les deux tours, puis en 1515, elle est remplacée par un clocheton. Dès 1510, J. Rossel rénove et rehausse la tour sud. Durant la Réforme entre 1535 et 1541, autels, statues, tableaux, orgues ainsi que le jubé et la clôture du choeur sont détruits. Dès lors, la cathédrale est vouée au culte protestant. En 1559, la foudre frappe le clocher de façade qui renferme l’horloge. Entre 1752 et 1756, la façade romane est détruite et remplacée par le portique actuel, d’après des plans de l’architecte italien B. Alfieri. Entre 1850 et 1859, J.-D. Blavignac entreprend des fouilles archéologiques. Dès 1884 débute une nouvelle campagne de restauration portant sur l’ensemble du bâtiment. Menée par l’architecte de ville L. Viollier, elle dure près de 20 ans. Les deux chapelles absidiales sud sont rénovées. La flèche est rétablie en lieu et place du clocheton et la tour nord est surélevée. En 1904, l’éclairage électrique est mis en place. En 1965, un nouvel orgue est posé au-dessus de l’entrée principale. En 1976 débutent des fouilles archéologiques importantes menées par l’archéologue C. Bonnet, en même temps qu’une grande campagne de rénovation dirigée par l’architecte A. Galeras et l’atelier Crephart-Hermanes. En novembre 1979, la cathédrale est ouverte au public pour voir les fouilles. Les travaux se terminent en 1993. La cathédrale est complétée de vitraux probablement au XIIIe siècle, mais il n’existe aucune information complète sur la manière dont les quelque 94 baies ont été vitrées à l’origine, les fouilles récentes n’ayant permis de retrouver qu’une quarantaine de petits fragments. Les seuls vitraux anciens conservés datent de la seconde partie du XVe siècle et proviennent de l’abside; ce sont très certainement ces verrières qui font de Genève l’un des hauts lieux de l’art du vitrail médiéval en Suisse. En 1885, une commission est créée pour la restauration des vitraux de l’abside. Sur le conseil de J. R. Rahn, les six vitraux originaux, dont l’état est déplorable, sont déposés et remplacés par des copies complétées par la reconstitution des parties manquantes. J. Mayor est chargé des relevés et le maître-verrier F. Berbig de créer les copies avec la réinterprétation des parties manquantes. La première copie, celle de saint Jacques, est posée en 1886. Les cinq autres sont posées jusqu’en 1888. En 1894, l’architecte L. Viollier commence la réfection des fenêtres hautes et des fenêtres des bas-côtés de la nef, en faisant disparaître “les vitraux à mosaïque” de Blavignac. Les travaux sont confiés à E. Hosch. Il réalise également les fenêtres de la face occidentale du transept, le vitrail armorié de la chapelle de Rohan et les petites roses au-dessus des portes d’entrée. Les travaux durent jusqu’en 1899. C’est le verrier parisien, F. Gaudin qui, entre 1902 et 1903, réalise et pose les triplets du transept, les fenêtres de la partie orientale et des chapelles du transept, les petites baies médianes et les fenêtres hautes de l’abside, en tout 19 vitraux. Pour la fenêtre d’axe des parties hautes de l’abside, il fait appel à son ami et collaborateur, E. Grasset peintre et illustrateur lausannois, qui réalise en 1902 l’une de ses très rares créations en Suisse dans le domaine du vitrail.
Le 1er juillet 1397, Benoît XIII accorde à Jean Brogny l’autorisation d’ériger une chapelle funéraire à côté de la cathédrale. Elle vient finalement flanquer le bas-côté sud de la cathédrale. On ne possède aucun détail sur la construction du bâtiment, mais les travaux commencent certainement rapidement, car le 16 décembre 1405, Pierre de Magnier, chanoine de Genève, fonde la chapelle Saint-Blaise dans la chapelle des Macchabées. En 1414, Jean Brogny fait construire son tombeau qui occupait la place prise aujourd’hui par l’orgue. Il y est enterré le 28 novembre 1428. Entre 1414 et 1430, l’artiste piémontais G. Jaquerio crée le décor peint découvert sous un badigeon par J.-D. Blavignac en 1845. Après la Réforme, la chapelle funéraire abrite un dépôt de sel, de salpêtre et de poudre, puis dès 1670, elle devient aussi un auditoire pour l’Académie. Durant cette période, elle va subir de nombreuses modifications. Elle est réhabilitée au milieu du XIXe siècle, et dès 1879, l’architecte français C. Camuzat prend en charge l’extérieur, alors que l’architecte de la ville L. Viollier s’occupe de la restauration intérieure. Il en fait une “oeuvre d’art totale” dans le style néo-gothique, alliant peinture, vitrail, sculpture, ébénisterie, ferronnerie et céramique. En 1885, la ville accepte que la chapelle soit désormais consacrée aux baptêmes et aux mariages. En 1886, les fragments de peintures murales les mieux conservés sont déposés et G. de Beaumont exécute une copie du décor des voûtes. En 1888, F. Berbig crée les vitraux pour les six fenêtres de la chapelle grâce à une donation de Marie Ador. Le 23 septembre de cette même année, la chapelle est inaugurée. En 1939, les murs de la chapelle sont restaurés. (BONNET-FATIO-GENEQUAND 1983 / LAPAIRE 1989 / ROTH-LOCHNER et al. 1979 / BRULHART-DEUBER-PAULI (1985) 1993 / DEUBER 2002)

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