Una de las primeras horas de la ciudad de Calama (2.250 metros sobre el nivel del mar ya 215 kilómetros al noreste de Antofagasta) estaba ubicado en la Avenida Balmaceda, frente a la estación de tren de la ciudad y quemaron en 1906, después de un devastador terremoto. En el mismo año los obispos emitieron un decreto sobre la construcción de la nueva iglesia, con su llegada a la ciudad de Calama. El documento fue firmado el 22 de enero 1906 por el Vicario Apostólico de Antofagasta, Monseñor Luis Silva Lezaeta obispo de la Iglesia de San Francisco de Chiu-Chiu.

La primera grabación, hecha en el libro de registro de la llegada de Calama, el sacerdote Pedro Durango establece que la primera persona que sumerge en la fuente de la nueva parroquia era Carolina Vásquez García, ficha data de 01 de abril 1906. Durante años la iglesia Calama no funcionó con regularidad, y como capilla temporal. Sacerdote José Franta insistió en que la construcción de templos tan esperado finalmente fue erigida en la plaza llamada 23 de marzo. El padre de Sam Franta, vestido con ropa sencilla, desde el amanecer hasta la puesta del sol trabajó incansablemente. Él puso los cimientos y erigió la pared con sus ayudantes, ha hecho todo lo posible para acelerar la construcción de la iglesia.

En 1927 se ha paredes y el techo de la iglesia de Calama, donde celebró la primera misa el Obispo Luis Silva Lezaeta construida totalmente. Pero, finalmente, el templo será construido sólo después de muchos años.

Su Santidad el Papa Pablo VI en 1965 emitió una bula en la asignación de la Arquidiócesis de Calama Antofagasta y Calama construcción de la iglesia al rango de Catedral.

En 2001, la reconstrucción del edificio de la catedral de las donaciones de la chilena Corporación Nacional de Codelco (el mayor productor de cobre del mundo).