(0)
Wzniesiona została w latach 1894-1911 według projektu Józefa Piusa Dziekońskiego w stylu neogotyckim. Kościół został wzniesiony na wzór katedry św. Floriana na warszawskiej Pradze, zaś same wieże wzorowane są na wyższej wieży kościoła mariackiego w Krakowie. Obie mają 72 m wysokości. Katedra jest największym obiektem sakralnym na terenie miasta. Od 1981 r. świątynia pełniła funkcję konkatedry sandomiersko-radomskiej, a od 1992 r. jest katedrą radomską.
W ołtarzu głównym znajduje się rzeźba Matki Boskiej z Dzieciątkiem wykonana z marmuru kararyjskiego w Rzymie. W lewym przedsionku znajduje się grób zmarłego tragicznie w 2001 r. biskupa Jana Chrapka.
18 czerwca 1972 r. podczas uroczystości peregrynacji w katedrze z udziałem prymasa Polski Stefana Wyszyńskiego i kardynała Karola Wojtyły na trasę pielgrzymowania po kraju powróciła kopia obrazu Jasnogórskiego, uwięziona wcześniej przez komunistyczne władze na Jasnej Górze.
