Katedra gotycka Budowę obecnej katedry w stylu gotyckim rozpoczął w 1452 roku biskup Mikołaj Błażejowski. Po rozbiórce romańskiej rotundy do 1474 roku zbudowano prezbiterium, jednak później prace wstrzymano. Pod koniec XV wieku dobudowano nawę główną, która jednak została uszkodzona podczas najazdu Tatarów w 1495 roku. Odbudowę rozpoczął biskup Macieja z Drzewicy Drzewicki i zakończył w 1549 roku biskup Jan Dziaduski. Przy okazji, w obawie przed najazdami Wołochów i Tatarów, ufortyfikowano świątynię poprzez zbudowanie wokół niej muru i ustawienie na nim armat – mur ten istniał do 1839 roku.
W 1578 roku starosta przemyski, referendarz wielki koronny – Jan Tomasz Drohojowski (zm. 1605), ufundował obecną kaplicę Najświętszego Sakramentu zwaną też kaplicą Drohojowskich. Powstała na miejscu wcześniejszej rotundy św. Mikołaja. Kaplica ta została zbudowana w stylu renesansowym i nosiła pierwotnie wezwanie św. Tomasza.
Katedra przetrwała wojny XVII wieku, jednak 19 maja 1621 r. w kaplicy Drohojewskich doszło do pojedynku a następnie strzelaniny, po tym gdy do kaplicy wdarł się chorąży Jerzy Krasicki wraz z synem Stanisława „Diabła” Stadnickiego, Zygmuntem, i liczną grupą zbrojnych, po czym zelżył towarzystwo kasztelana poznańskiego Piotra z Bnina Opalińskiego.