Cette cathédrale, dotée d'un clocher recouvert de cuivre, est d'inspiration gothique. Conçue par Victor Bourgeau, elle fut consacrée en 1858, mais, faute de fonds, ne fut dotée d'un clocher qu'en 1905. L'intérieur possède des vitraux richement colorés, dus à Guido Nincheri. Réalisés entre 1935 et 1954, ils illustrent les « litanies de Lorette » de la Vierge Marie. À côté de la cathédrale se dresse une statue de Louis-François Laflèche, évêque de Trois-Rivières de 1870 à 1898.