Apabila tentera kolonial Sepanyol memulakan penaklukan Peru, Cuzco adalah salah satu benteng kuasa di Empayar Inca. Penduduknya garang mempertahankan, double bandar berlalu dari tangan ke tangan sebelum Inca berundur pada tahun 1536. Gereja Katolik memberi reaksi serius kepada pembinaan katedral dalam apa-apa bandar kolonial penting di rantau ini. Katedral Santo Domingo, ia dipanggil Katedral Assumption of the Blessed Virgin Mary, ia dibina dengan penjagaan dan perhatian yang terperinci, dan pembinaan yang berterusan lebih daripada satu abad. Hari ini gereja adalah salah satu destinasi pelancongan yang paling penting dan popular di Cusco, dan kerana kepentingan yang besar dalam sejarah bandar, dan kerana seni bina yang indah.

Semasa kedatangan penakluk Sepanyol di Cuzco, kuil-kuil yang paling penting dan menonjol di bandar adalah Coricancha - kuil khusus untuk dewa matahari Inti. Ramai ahli sejarah percaya bahawa ini adalah kuil yang paling suci di Empayar Inca. Orang Sepanyol memutuskan di atas tapak kuil Inca untuk membina gereja, dan digunakan pada masa yang sama kebanyakan bahan pembinaan, melalui kuil Coricancha itu. Hari ini, pengunjung masih boleh melihat sedikit dinding runtuhan kuil Inca dekat belakang katedral.

Gereja kecil, yang dikenali sebagai Church Triumph, yang dibina pada 1536, tidak lama selepas bandar itu ditawan. Tetapi sebaik sahaja pihak berkuasa Sepanyol di kawasan-kawasan yang ditubuhkan, bandar ini mula membina sebuah gereja lebih megah dan mengesankan. Rancangan telah disediakan oleh arkitek Sepanyol Juan Miguel de Veramendi. Gereja ini dibina pada Gothic dan Renaissance gaya yang adalah tipikal seni bina agama Sepanyol pada masa itu. Walaupun terdapat beberapa tanda-tanda kehadiran pengaruh Inca dalam simbolisme agama bangunan itu, termasuk ketua jaguar di pintu utama katedral. Pembinaan gereja ini bermula pada 1559. Kebanyakan penduduk Inca telah digunakan untuk kerja-kerja berat semasa pembinaan kuil.

Selama berabad-abad, katedral menjadi rumah untuk beberapa artifak agama yang penting, termasuk patung yang terkenal Kristus Hitam, yang menjadi gelap oleh lilin untuk beberapa abad. Adalah dipercayai bahawa patung ini telah membantu gereja terus hidup dan berterusan selepas gempa bumi pada tahun 1650. Di sebelah kanan adalah menara besar daripada loceng gereja Maria Angola Bell, 2 meter tinggi, seberat kira-kira 6 tan. Deringan beliau boleh didengar pada jarak dua puluh batu. Katedral disimpan koleksi mengesankan seni yang berlanjutan selama beberapa abad, termasuk lukisan pada tahun 1650, yang merupakan yang tertua di bandar.