Cunoscută și sub numele de Catedrala Ortodoxă „Sfinții Trei Ierarhi”, biserica a fost construită între 1936 și 1946, după planurile arhitectului Ion Traianescu. Din cauza terenului mlăștinos, fundația se sprijină pe 1000 de piloni din beton armat, înfipți la o adâncime de 20 de metri. Deși biserica a fost inaugurată în 1946, în prezența regelui Mihai I, lucrările de finisare a picturilor interioare și exterioare, realizate de pictorul Atanasie Demian, au fost încheiate abia în 1956 – o întârziere cauzată de cel de-al Doilea Război Mondial.
Construcția îmbină două stiluri arhitecturale, stilul românesc cu influențe moldovenești și stilul bizantin. Cu o lungime de 63 de metri și o lățime de 32 de metri (și 11 turle, cea mai înaltă de 83,7 metri), biserica este una dintre cele mai înalte din România. Cele șapte clopote ale catedralei sunt foarte impresionante. Sunt făcute dintr-un aliaj de metale aduse din Indonezia și cântăresc peste 7 tone. Armonizarea acustică a clopotelor a fost realizată de cunoscutul compozitor Sabin Drăgoi. Sunetul lor unic se aude în tot orașul. La subsolul catedralei se află Colecția muzeală de artă bisericească veche a Mitropoliei Banatului. Impresionanta colecție cuprinde 3000 de cărți bisericești, peste 800 de icoane pe sticlă și pe lemn și peste 130 de obiecte bisericești. Partea subsolului orientată spre altar adăpostește necropola mitropoliților Banatului.