Desde la calle puede verse la portada atrial, iniciada a fines del siglo pasado, conformada por pilastras ornamentadas con dobles columnas de capitel corintio que soportan un entablamento de friso sin decorar, sobre el que rematan ánforas de crátera neoclásicas.
Entre ambas pilastras se encuentra la reja de acceso, con un remate superior a base de roleos vegetales de buena calidad; la reja que delimita el atrio se interrumpe por pilastras con cráteras en la cúspide. La fundación de Zamora obedece al paso del virrey Mendoza después de la guerra del Mixtón contra los chichimecas en 1541, con la finalidad de establecer en el sitio un fuerte defensivo que se reforzara por la presencia del río Duero como frontera natural.
Desde el principio de la fundación debió contarse con sacerdote que asistiera a los heridos, siguiendo la ruta del camino de la plata, que fue asistido por la orden agustina y la jesuítica; la población fue hecha por grupos de españoles que contaron seguramente con miembros del clero, quienes debieron levantar desde los inicios un templo predecesor del actual. Un documento de 1574 habla de la iglesia; en él, el Cabildo reclamaba la entrega de la campana o bien el oro recabado para adquirirla a un vecino que fungía como mayordomo de la iglesia, llamado Nicolás Martínez.
La reubicación de la villa propició la construcción de una nueva iglesia, que se hizo con lentitud por carecer de indios que aportaran la mano de obra. Para 1649 se califica la iglesia como "parroquia razonable", a cargo del cura beneficiado de la villa, que poco más tarde se encontraba en estado ruinoso debido a sus malas condiciones. Se hizo una nueva reconstrucción a mediados del siglo XVIII, que era de adobe y techada con tejamanil, que, sin embargo, albergaba ocho altares dorados. Esta iglesia fue sustituida por cuarta vez para construir en ella la que actualmente vemos.
Es probable que se edificara en la primera mitad del siglo XIX, en base al proyecto del arquitecto Nicolás Luna, vecino de Tlazazalca, con el fuerte impulso de don José Ma. Cabadas, el famoso constructor del puente de La Piedad. Para 1862 el clero zamorano había concluido la iglesia, aunque faltaban las torres, que sufrieron fuertes daños y amenazaban con caer; se programaron refuerzos y se las llegó a reforzar con tensores. En los sismos de 1904, según Israel Katzman, se cayó parte de una de ellas, por lo que de nuevo se continuaron las reparaciones. "...Catedral de Zamora, 993 m². Linda al norte, calle en medio con el antiguo Parián y plaza de los Mártires; al oriente, calle en medio con la plazuela de Villavisencio; al sur, calle en medio con la plazuela de la Cal; y al poniente, calle en medio con la Plaza Principal. Cuatro anexidades: dos sacristías, el atrio y dos piezas..." dedicada al culto católico bajo el control del clero secular, valuada en $900,000.00. Firma el Jefe de Hacienda el 1.º de junio de 1897.
Dada su jerarquía, se conservó abierta hasta principios de este siglo, librándose en principio de la intervención durante la persecución religiosa; en marzo de 1921 se reporta que "no ha sido intervenida". El 21 de marzo, el visitador general de Hacienda pide informes al Administrador General del Timbre, que contesta en abril de 1922: "...CATEDRAL: Cal y canto. Superficie: 43 x 83 m. Valor aproximado: 80,000, ochenta mil pesos oro nacional...". No obstante, la información indica que a punto estuvo de ser cerrada; por lo pronto, los anexos le fueron segregados, ya que el reporte de 1923 dice: "...La finca se encuentra en buen estado de conservación y su construcción es de cal y canto...". "...Anexidades: un atrio. Áreas. Del templo destinado al culto: 3,825 m². Del atrio: 2,400. Casa cural: No existe. Terrenos: No existe... Total: 6,225...".
En el lado sur ya existía un mercado construido en donde estuvo la plazuela de la Cal. El inspector reporta que la casa anexa al templo, "la catedral", ubicada en la calle Hidalgo, estaba ocupada por el sacristán y que se la cedió el presidente municipal: "...está construida sobre las tres sacristías del mencionado templo y se compone de nueve piezas de regulares dimensiones y dos escusados en planta baja. Se encuentra en muy buen estado de conservación, estabilidad e higiene...". Y sugiere cobrar una renta de $30.00 mensuales; dicho sacristán la mantuvo custodiada hasta 1929, en que el obispo Manuel Fulcheri pide la devolución de los anexos de la catedral y ordena a Hacienda que se rescindan los contratos de arrendamiento. En ese mismo año se levanta el acta de entrega, obligándose el clero a repararla y conservarla en buen estado. En dicha acta se describe la casa [curato]: "...Se compone de dos plantas, teniendo en la alta siete piezas de grandes dimensiones y la baja los servicios sanitarios, así como la sacristía del anotado templo y otros departamentos destinados a bodegas. Para independizar la casa... se clausuró una puerta... que permite el acceso a un gran salón que se comunica con la Sala Capitular y Sacristía; en la inteligencia de que se dejaron a la Iglesia todos aquellos locales necesarios para los servicios inherentes al culto..." 24 de julio de 1932. Se entregaron así: la sacristía, notaría y bodegas; lo que se anexó lo ocupaba el clero con las oficinas del Obispado: secretaría, seduría y demás servicios de la Mitra.
En esa fecha, el informe de Bienes Nacionales dice: "... frente al costado oriente de la Plaza de la Constitución. Manzana 1, cuartel 1. Ciudad de Zamora, cabecera del mismo nombre, estado de Michoacán... Superficie: 3,569 m²... Procedencia por efectos de las Leyes de Reforma y de la fracción II del artículo 27 constitucional... Valor: $100,000.00. Destino: al culto católico... En el anexo se encuentran las oficinas de la Diócesis, ocupando la planta alta, y en la planta baja la sacristía y la sala capitular...".
La descripción que hace el inspector de Bienes Nacionales es aún operante, ya que pocos han sido los cambios hasta nuestros días: "...Un atrio enladrillado con una verja de fierro asentada sobre cantería en sillares y sostenida por pilares cuadrangulares rematados por macizos en forma de pebeteros limita al templo por los costados norte, sur y poniente, teniendo sus ángulos cortados en pancoupé, los que, como los de la entrada central, están provistos de sendas rejas de fierro como puertas...". Transcribimos, por tanto, la descripción de 1942, que aún es vigente: "...Tiene dos fachadas laterales y la principal, que ve al poniente; la forman dos cuerpos de cantería rosa. En el primero, la puerta es un vano con cerramiento de arco de medio punto, con la arquivolta decorada por el frente y por el intradós con pequeños masetones en que se inscriben diminutos florones unidos por una guirnalda; el dovelaje asienta en jambas con impostas, presentando las enjutas ornadas también con guirnaldas. El vano está flanqueado por dos columnas dóricas, estriadas y exentas, con retropilastras y altas basas comunes, y con una semicolumna del mismo orden a cada lado, que reciben en conjunto un entablamento con arquitrabe decorada con dentículos y el friso con rosetas, asentando en la cornisa un frontón triangular en cuyo tímpano se exhibe en bajo relieve un escudo religioso. El segundo cuerpo lo forman cuatro columnas pareadas del orden jónico y estriadas, que flanquean una ventana enrejada y reciben también un entablamento coronado por un frontón semicircular; para rematar el conjunto, un reloj para el servicio público, aditamento este muy posterior a la fábrica. A cada lado del imafronte se yergue una torre del mismo material de este, sobre altas basas cuadrangulares de dos cuerpos campanarios cada una, calados por sus cuatro costados con vanos con cerramientos de arcos de medio punto provistos de barandales de fierro, y alojan la del lado norte dos esquilas y cuatro campanas, y la del sur tres campanas pequeñas que corresponden a la maquinaria del reloj público. Ambas torres presentan cada una dos ventanas cuadrangulares y enrejadas por el frente, y se elevan sobre pequeñas capillas con entradas inmediatas a la puerta principal del templo. La escalera para subir a los campanarios y a la parte superior de las bóvedas se encuentra contigua a la base de la torre norte y es de caracol, con escalones de madera y su nave o fuste del mismo escalón. Las portadas norte y sur son semejantes: un vano con cerramiento de arco de medio punto flanqueado por dos pilastras estriadas, unidas en su parte superior por un entablamento, arriba del cual se exhibe en bajo relieve el escudo de María y el de Jesús, respectivamente.
Ambas portadas tienen a cada lado un grueso contrafuerte en forma de paralelepípedo, que se eleva hasta la altura del arranque de los arcos de la nave. La planta del templo es de forma de cruz latina y todo su perímetro lo acusa una balaustrada de cantera; el brazo mayor de la cruz consta de tres tramos determinados por arcos de medio punto que asientan en pilastras, o sea, semicolumnas jónicas estriadas sobre altas basas y unidos los capiteles por una cornisa que corre a toda la extensión de los paramentos. El entrepaño del primer tramo es liso y los demás están ocupados por una arcada que aloja un altar de construcción interesante por su perfecto acabado, pues sobre un basamento se elevan cuatro columnas pareadas del orden compuesto y estriadas, más otra igual exenta de cada lado, y en el intercolumnio central, en un ahuecamiento cuadrangular y envidrierado, se aloja la escultura de un santo. Todas las columnas reciben un entablamento con su arquitrabe y friso bien decorados, rematando el conjunto un frontón triangular. En los paramentos de los tramos centrales se encuentran los vanos de las portadas laterales.
Los brazos laterales de la cruz tienen también un altar adosado en los muros de fondo, semejantes a los anteriores, y están provistos con la prolongación del barandal que antecede al presbiterio. Este ocupa el brazo del fondo, o sea, el ábside, sobre un basamento como de 0.80 cm de altura, con una gradería de cinco escalones de cantera, adosándose en su muro de fondo el altar mayor, formado por un basamento en el que se levantan cuatro columnas compuestas a cada lado del baldaquín, con fustes estriados, y flanquean el espacio en forma de nicho que aloja dicho baldaquín o trono. Estas columnas soportan otro orden de columnas iguales, y en el intercolumnio central se exhibe la escultura de la Virgen titular del templo: la Inmaculada Concepción. En el mismo presbiterio hállase el coro, formado por los estados que forman las sillerías de madera, colocadas en serie lateralmente. En los muros oriente de los brazos menores del templo hay una puerta que comunica, del lado del Evangelio, a la sacristía, y la de la Epístola a la sala capitular, cuyos locales tienen acceso con la casa anexa.
El decorado en general es blanco y dorado. Los muros son de mampostería de piedra; el piso, de madera, y la cubierta, de bóveda de cañón seguido con lunetos, excepto el crucero, que se cubre con un domo semiesférico con linternilla, asentado sobre un tambor circular con ocho ventanas con vidrieras emplomadas.
Las cubiertas están conformadas por bóvedas con lunetos y, al centro, desplanta una cúpula sobre el tambor con vanos escarzanos que, por el exterior, se ornamentan con columnillas que soportan un entablamento dentado, del que emergen guirnaldas que decoran el tambor, uniéndose en medallones colocados sobre el dintel de las ventanas. Remata con una linternilla octagonal.
"...Se alumbra el templo por las tres puertas de la fachada y por una ventana circular en el muro de ábside, además de diez ventanas con emplomados en los muros laterales; por las del tambor de la cúpula y por la ventana de la fachada principal. La sacristía, contigua al norte del presbiterio, es una amplia pieza cuadrangular con una ventana al oriente que da a la vía pública y una puerta al fondo que da acceso a un vestíbulo. La cubierta es de envigado, como todos los locales de la planta baja, y el piso de mosaico. El vestíbulo mencionado, que comunica a la sacristía, tiene acceso a la vía pública y, por el lado sur, comunica con un amplio pasillo enladrillado de cuatro tramos determinados por arcos de medio punto sobre pilastras; el primero, y por el oriente, tiene dos ventanas enrejadas que dan a la vía pública; el segundo se comunica a una pequeña pieza con ventana también a la vía pública; el tercero da acceso a la sala capitular, la cual se comunica con el templo y tiene piso de mosaico y dos ventanas al sur que dan a la calle, y el último tramo tiene una ventana hacia el mismo costado y una puerta al oriente que da acceso a la escalera que lleva a la planta alta; esta es de abanico, con escalones de cantera, y desemboca en un vestíbulo que da paso a las oficinas de la Mitra, que constan de siete piezas, todas enladrilladas, con muros de mampostería de piedra y cubiertas de envigado con cielo raso de lienzo y sobretecho a dos vertientes de teja de barro...".
Algunos antecedentes en los archivos nos hablan del saqueo a la iglesia durante los disturbios anticlericales; en 1943, el director de Bienes Nacionales reclama que los candelabros antiguos, que no estaban inventariados, pidiendo se entregaran a la catedral. En 1947 continuaba abierta al culto. En 1973 se cambió el piso de madera por otro de granito y se empotraron cuatro mesas de altares laterales que se habían quitado años atrás; se consigna esto en un documento en que se responde a una acusación de desmantelamiento de santos y altares.
