De nombreuses églises cathédrales se sont succédées à Gap, mais toujours au même emplacement au sud-ouest de la ville, et dans la même orientation d'ouest en est. L'église primitive, construite par les premiers évêques avant le IVe siècle, est élevée sur l'emplacement d'un culte païen, dont les vestiges sont découverts en 1866 à l'occasion des travaux de fondation de l'église actuelle. La seule attestation de cette église se trouve dans le testament du patrice* Abbon (739), désignant explicitement l'église de Gap sous le vocable de Notre-Dame. Cette église primitive tombée en ruines est remplacée par une église carolingienne (VIIIe siècle), puis après l'invasion des Sarrasins, par une église romane (fin Xe siècle), elle-même remplacée par une église gothique (début du XIVe siècle), munie d'un clocher 'd'une hauteur prodigieuse'.
*patrice (en latin patricius) est un titre correspondant à un rang.
L'église gothique ne survit pas aux guerres de religion, au point que les offices religieux doivent être célébrés dans la demeure épiscopale de 1567 à 1577. Lors de l'entrée à Gap de Lesdiguières, en janvier 1577, le clocher lui-même est démoli, ainsi que le palais épiscopal. Dès lors le culte catholique cesse complètement à Gap et ne reprend qu'en 1582 dans la maison des chanoines.
Dès 1582, l'évêque Paparin, de Chaumont, successeur d'un évêque apostat, s'occupe de la réédification de la cathédrale, dont il fait solennellement la 'réconciliation' le 8 mai 1599. Le clocher est reconstruit au cours du XVIIe siècle. Mais les troupes du duc de Savoie s'emparent de Gap le 15 août 1692 et, en se retirant le 12 septembre suivant, incendient la ville et en particulier la cathédrale.
Une difficile reconstruction s'échelonne au cours du XVIIIe siècle jusqu'à la Révolution française. Fermée en 1792, la cathédrale devient salle de réunion pour la 'société populaire' de Gap, puis grenier à blé pour la République. Avant le concordat de Napoléon, elle est rendue au culte. Mais son état nécessite une nouvelle construction. Sa démolition est effectuée en 1866. La première pierre du nouvel édifice est bénite le 16 juin 1867. Il faut trente ans pour achever cette vaste église à trois nefs. Elle est consacrée le 21 septembre 1895. L'église cathédrale est le lieu où se trouve la cathèdre, la chaire de l'évêque, d'où celui-ci préside et enseigne l'assemblée des fidèles, comme successeur des Apôtres. C'est le cœur du diocèse: 'Là où est l'évêque, là est l'Église.' (saint Ignace d'Antioche)
(Sanctoral du diocèse de Gap et d'Embrun, page 69)