Le site est consacré depuis longtemps, une église déjà dédiée à la Sainte-Trinité étant attestée au XII siècle. En 1124, le futur saint Malachie d'Armagh devint évêque de Down, et se mit à réparer et agrandir la cathédrale. En 1177, Jean de Courcy, chevalier normand conquérant d’Ulster, amèna des moines bénédictins et expulsa les moines augustins placés ici par saint Malachie.
En 1220, l’édifice était en ruine, et fut en outre endommagé par un tremblement de terre en 1245. La cathédrale fut brûlée par Édouard Bruce en 1315, puis reconstruite à plusieurs reprises. En 1538, Leonard Grey (en), Lord lieutenant d'Irlande, transforma le couvent en écuries, puis un an après le rasa. La destruction de la cathédrale fut l’un des chefs d’accusation retenus contre lui lors de son exécution, en 1541. Durant encore deux siècles, la cathédrale fut en ruine.
En 1778, John Wesley (1703 † 1791), le fondateur du Méthodisme, visita et décrivit la ruine. Une tour ronde, à proximité de la cathédrale, fut abattue en 1790.
Restauration
La cathédrale possède des éléments de l’abbatiale bénédictine de Down, du XIII siècle.
La restauration de la cathédrale ruinée au XIV siècle fut lancée par une Loi du Parlement de 1790 débloquant 1 000 £ à cet effet. Le comte de Hillsborough fit don de 568 £ supplémentaires, ce à quoi s’ajouta une dîme rapportant 300 £ par an.
Le long chancel de la cathédrale du Moyen Âge fut réparé et transformé en un nefs à collatéraux, et le chœur de la nouvelle. Charles Lilly dirigea la restauration, mais celle-ci fut si draconienne que de nombreux détails du bâtiment originel disparûrent, car il visait la reproduction d’un effet d’ensemble médiéval. Les travaux furent achevés et la cathédrale prête à l’emploi en 1818. Un narthex et une tour en gothique perpendiculaire furent ajoutés à l’extrémité ouest en 1826. Des croix des XI, X et XII siècles sont préservées dans la cathédrale. L’édifice actuel est constitué en grande partie du chancel originel du XV siècle, et du narthex et de la tour ajoutés. Il y eut une seconde grande restauration, entre 1985 et 1987, période durant laquelle la cathédrale fut fermée.
