Die Kirche Santa María, erbaut im 8. Jahrhundert
Wo heute die Kathedrale steht, befand sich ursprünglich die Marienkirche, die nach der Eroberung durch die Katalanen im Jahre 1235 errichtet wurde. Das heutige Gotteshaus ist das Ergebnis aufeinander folgender Umbauten, bei denen es erweitert oder dem Geschmack der jeweiligen Epoche gemäß verändert und dekoriert wurde.
Das ursprüngliche Gebäude hatte einen rechteckigen Grundriss, der das heutige Mittelschiff umfasste. Im 14. Jahrhundert wurde es durch die gotische Apsis an der Ostseite erweitert, womit die Kirche über die maurische Befestigungsmauer hinauswuchs. Reste dieser Mauer wurden in der Krypta, die unter dem Presbyterium liegt, entdeckt. Außer der Apsis mit polygonalem Grundriss wurden eine Sakristei und der Glockenturm, der sich über der ersten Apsiskapelle erhebt, errichtet. Der Turm hat einen trapezförmigen Grundriss. Er besteht aus zwei, durch ein verziertes Gesims getrennten Körpern, von denen der obere zwei übereinander liegende, durch ein Gesims getrennte Reihen von je drei Spitzbogenfenstern aufweist. Er wird von einem pyramidenförmigen Aufbau mit gezähnten Kanten gekrönt, ähnlich wie die Türme verschiedener gotischer Kirchen auf Mallorca.
Das mittelalterliche Gotteshaus wurde erneut mit dem Anbau von Seitenkapellen am Mittelschiff erweitert. Die erste von ihnen wurde im Auftrag von Ponç Sacoma im Jahr 1388 errichtet, die weiteren entstanden im ersten Viertel des 16. Jahrhunderts. Ebenfalls in diese Zeitspanne fällt die Verlegung der gotischen Sakristei in einen an die St. Michaels-Kapelle angebauten Gebäudeteil.
Ende des 17. Jahrhunderts muss sich die Kirche in einem ziemlich baufälligen Zustand befunden haben, wie es der Bischof von Tarragona, Josep Mora, bei seinem Besuch konstatierte. Das Dach war stellenweise undicht und der Bodenbelag war durch die zahlreichen Bestattungen, die im Innenbereich des Gebäudes stattfanden, stark beschädigt. Diese Situation veranlasste den Vorstand der Universitat (ehemaliges Verwaltungsorgan Eivissas), eine Renovierung des Gebäudes in die Wege zu leiten. Die Meister Pere Ferro und Jaume Espinos wurden mit den Instandsetzungsarbeiten beauftragt, die 1712 begonnen und erst 1728 fertiggestellt wurden.
Bei diesem Unternehmen wurden nicht nur die strukturellen Schäden des Gebäudes behoben, auch sein Innenbereich wurde umgestaltet, um den Stil der architektonischen und ornamentalen Elemente in den verschiedenen Räumlichkeiten zu vereinheitlichen. Auf beiden Seiten des Schiffs wurden der Kompositordnung angehörende Pilaster mit Säulenfuß und Kapitellen mit Akanthusblättern und Voluten errichtet. Ein Architrav mit Fries und Gesims verbindet sie, auf dem das sechsteilige Tonnengewölbe des Mittelschiffes ruht. Über den Schlusssteinen der Bögen wurden mit religiösen Motiven ausgemalte Lünetten angebracht. Die Spitzbögen der gotischen Kapellen an der Apsis wurden durch Rundbögen ersetzt, die denen des Mittelschiffs ähneln. Nur die zentral gelegene Kapelle mit dem Hochaltar wurde in ihrer ursprünglichen Form belassen.
Im Außenbereich wurde der Haupteingang modifiziert, dem verschiedene neuklassische Elemente beigefügt wurden.
Im Jahre 1782 wurde das Bistum der Stadt Eivissa gegründet und die Marienkirche zur Kathedrale erhoben. Am 5. Februar 1784 bestieg Manuel Abad y Lasierra als erster Bischof der neuen Diözese den Bischofssitz, den der bis 1787 innehatte.
Nach dem 18. Jahrhundert erfuhr das Erscheinungsbild der Kathedrale nur geringfügige Veränderungen. Das bedeutendste Vorhaben dieser Epoche war der Umbau des Chorraums im Jahre 1803. Er wurde erhöht und bis an die ersten zwei Kapellen des Schiffs erweitert. Der Hauptaltar, der in der zentralen Apsiskapelle stand, wurde in das neue Presbyterium verlegt und der Chor fand fortab seinen Platz hinter dem Altar, in der zentralen Apsiskapelle.
In ihrem Inneren ist das Diözesanmuseum untergebracht.