Današnja zagrebška katedrala je posvečena Vnebovzetju Blažene Device Marije. Zunanja dolžina je 77 metrov, široka je 46,20 metrov. Višina stolpov znaša 104 (severni) in 105 (južni) metrov. Notranja površina za vernike je 1617 m2 in lahko sprejme več kot 5000 vernikov.
Zagrebško škofijo je ustanovil ogrski kralj Ladislav okoli leta 1093/4 in odredil, da se gradi katedrala. Gradnjo nove katedrale so najverjetneje začeli po letu 1102, posvečena pa je bila leta 1217. Grajena je v romanskem prehodnem stilu. Ob vdoru Tatarov leta 1242 je bila ta nova katedrala močno poškodovana. Obnovil jo je škof Timotej med leti 1264 in 1284 v gotskem stilu. V tem času je bil zgrajen vzhodni del katedrale v bazilikalnem stilu. Zahodni, t.i. dvoranski del, z enako visokimi oboki v vseh treh ladjah, so gradili skozi XIV., XV. in v prvi polovici XVI. stoletja. Od druge polovice XV. stoletja do prve četrtine XVI. stoletja so za potrebe obrambe pred Turki gradili mestno obzidje in stolpe okoli katedrale. V XVII. stoletju je katedrala doživela dva velika požara.
Obnova Obnova je trajala do druge polovice XVII. stoletja. Zaključna obnovitvena dela so bili izgradnja južnega masivnega zvonika, ki je hkrati služil tudi kot opazovalni stolp. Konec XVII. in v XVIII. stoletju je katedrala dobila marmorni inventar: prižnico leta 1698 in ostalih 32 oltarjev – zelo dragocene umetnine v baročnem stilu.
V XIX. stoletju za časa škofa Jurja Haulika so preuredili svetišče (prezbiterij): naročen je bil nov neogotski leseni glavni oltar pri kiparju Sickingerju iz Münchna. Graditelj orgel Walcker iz Ludwigsburga je zgradil nove orgle, ki se še danes nahajajo na koru katedrale. Orgle uvrščajo med deset najpomembnejših na svetu. Leta 1880 je Zagreb prizadel potres v katerem je bila poškodovana tudi katedrala. Za njeno restavracijo je izdelal načrte dunajski arhitekt Fridrich Schmidt, restavracijo pa je izvajal arhitekt Hermann Bolle.
V katedrali so pokopani tudi posmrtni ostanki hrvaškega bana Petra Zrinskega in kneza Frane Krste Frankopana, ki sta bila usmrčena v Wiener Neustadtu 30. aprila 1671.