Перший дерев'яний костел Святих Апостолів Петра і Павла у Кам'янці (Подільському) був побудований у 1370 році за сприянням князів Коріятовичів. Приблизно між 1375 - 1425 роками деревʼяна святиня стала катедрою після заснування дієцезії (1375 -1382 р.). У 1428-1430 роках було споруджено корпус первинного готичного мурованого храму. У 1547-1563 роках були добудовані каплиці Внебовзяття (Успіння) Матері Божої (т.з. Вірменська) і Пресвятих Тайн. Після пожежі  у 1621 року костел було перебудовано та добудовано каплицю Непорочного Зачаття Матері Божої (1616 р.). У 1646-1648 роках споруджено сучасний пресбітерій, що докорінно змінило внутрішній вистрій храму. У 1672-1699 роках під час турецької окупації святиню перетворили на мечеть, а біля входу спорудили мінарет. 1717 року відбувся частковий ремонт собору. У 1742-1757 роках здійснили капітальний ремонт та реконструкцію костелу за проектом архітектора Яна де Вітте. У 1853-1860 роках - черговий капітальний ремонт святині. 1862 року було відновлено дах після пожежі. 5 червня 1866 року цар Олександр ІІ ліквідував Камʼянецьку дієцезію. У 1918 р. відбулося відновлення дієцезії. З 1935 року по 29.06.1990р. храм перебував закритим, у ньому працював музей історії релігії й атеїзму. 16 січня 1991 року було знову відновлено дієцезію. У 1991-1993 роках виконано зовнішній та внутрішній ремонти, встановлено нові дзвони. 28 червня 1998 року єп. Ян Ольшанський реконсекрував катедру.