Gravure van de oude St Paul's Cathedral (voor 1561)

Op de plaats van de kathedraal stond aanvankelijk een houten kerk gebouwd in 604 die reeds aan de apostel Paulus gewijd was. Een aantal malen raakte het gebouw beschadigd of werd het verwoest, onder meer door een brand in 675, maar steeds werd het herbouwd. Ook tijdens de grote brand van Londen in 1666 brandde het gebouw af. Hoewel het toen binnen de mogelijkheden had gelegen het gebouw te reconstrueren, werd besloten een geheel nieuwe kathedraal in moderne stijl te bouwen.

Het eerste ontwerp van Sir Christopher Wren voor een nieuwe kathedraal in de vorm van een Grieks kruis, werd in 1669 afgewezen als te radicaal. Zijn tweede ontwerp van 1673 vond ook geen goedkeuring. Het derde ontwerp werd in 1673 goedgekeurd en de bouw begon in 1675. De kathedraal werd voltooid in 1710. Tijdens de Tweede Wereldoorlog was hij doelwit van Duitse bombardementen tijdens de Blitz. Hij werd geraakt door een bom op 9 oktober 1940, maar de schade bleef beperkt.

In de kathedraal liggen een aantal beroemde mensen begraven, onder wie admiraal Nelson, de hertog van Wellington en Christopher Wren, de architect van de kathedraal. Winston Churchill is er ten grave gedragen. Bij de uitvaart van Winston Churchill luidde de "Great Tom" , de grootste klok van de kathedraal, hetgeen alleen pleegt te gebeuren bij de dood van vorstelijke personen en bisschoppen. Samuel Johnson heeft er een standbeeld, evenals Florence Nightingale.

Hoewel de Britse koninklijke familie gewoonlijk haar huwelijken, begrafenissen, kroningen en herdenkingen doet plaatsvinden in Westminster Abbey, was St Paul's de locatie van het huwelijk van prins Charles met Lady Diana Spencer.