W 1881 roku w San Sebastián utworzono nową parafię, natomiast w sierpniu 1887 roku rada miasta przekazała tereny położone pomiędzy rzeką Urumea a plażą La Concha na budowę nowego kościoła[1]. W grudniu 1887 roku określono budżet budowy, jak również wymagania stawiane w konkursie na projekt, takie jak pojemność kościoła oraz jego styl architektoniczny. Z czterech zgłoszonych projektów wybrano dzieło autorstwa architekta Manuela de Echave, któremu następnie powierzono nadzór nad pracami[1][2]. Na uroczystość położenia kamienia węgielnego 29 września 1888 roku zaproszono hiszpańską rodzinę królewską, która w tym czasie przebywała w mieście[2]. W wydarzeniu tym udział wziął król Hiszpanii Alfons XIII (mający wówczas trochę ponad 2 lata) oraz jego matka regentka Maria Krystyna Austriacka[3]. Protokół z ceremonii podpisał król (przy pomocy matki) i jest to pierwszy znany podpis Alfonsa XIII na oficjalnym dokumencie[3]. Po prawie 9 latach (w tym 2 latach przerwy w budowie z powodu braku funduszy)[2] kościół został konsekrowany 30 lipca 1897 roku w obecności Alfonsa XIII, Marii Krystyny oraz infantki Marii Teresy[3]. Budowa wieży została ukończona w 1899 roku pod kierunkiem Ramona Cortázara[1].

Papieska bulla z 2 listopada 1949 roku utworzyła diecezje Bilbao i San Sebastián, wydzielając je z diecezji Vitoria. Kościół Dobrego Pasterza 30 lipca 1953 roku stał się katedrą nowo powstałej diecezji San Sebastián.

W ciągu swojej historii kościół przeszedł dwie duże przebudowy. Pierwsza z nich wiązała się z przyjęciem przez świątynię funkcji katedry i trwała 4 lata. Kolejna przebudowa miała miejsce w 1972 roku, kiedy to przerobiono sufit i witraże, a drewnianą podłogę zastąpiono obecną marmurową[2].