No tiene la imponencia de la iglesia de San Francisco, sin embargo es la más representativa. Su construcción corresponde a la segunda mitad del siglo XVII y se hizo bajo la advocación de Santa Catalina.

Su trazo fue obra de Juan de Céspedes y Ledesma, que probablemente dirigió la construcción, los gastos fueron asumidos por el rey Carlos II. Al crearse la Diócesis de Cajamarca, el 11 de abril de 1908, la iglesia pasó a ocupar el rango de Catedral.

Su fachada es de estilo barroco, trabajada integramente en piedra volcánica, presenta tres entradas que corresponden a las 3 naves: Santa Catalina,la mayor y central; San Juan Bautista a la izquierda y la del Perdón a la derecha. Un detalle interesante es que carece de torres, ya que estás quedaron a medio construir. Muchas iglesias quedaron así, debido a que en la época colonial se entregaba una subvención a las iglesias inconclusas.

En el interior resalta el púlpito de madera dorada, donde está representada Santa Catalina.