L'évêché de Tréguier fut créé en 950, et les premiers évêques durent se contenter d'une cathédrale construite en bois. On entreprit vers le milieu du XI siècle, la construction d'une cathédrale en pierre. Celle-ci était de style roman primitif. La tour Hasting actuelle en était le clocher. Si la cathédrale romane de Tréguier fut achevée par ce clocher, comme de coutume, on peut supposer qu'elle fut construite entre 1090 et 1110, sur un plan basilical bénédictin . Sa construction aurait donc été entreprise par l'évêque Hughes de Tréguier et financée par les fils d'Eudes I de Penthièvre comte en Bretagne (frère puiné du duc Alain III) puisque Eudes I mourut en janvier 1079 (il est enterré dans l'abside de la cathédrale de Saint-Brieuc).
En 1339 on commença la construction de la cathédrale gothique, mais la guerre de succession du Duché de Bretagne avec l'occupation anglaise arrêta les travaux. Ceux-ci, interrompus au niveau de la troisième travée, reprirent par après et eurent lieu essentiellement entre 1363 et 1371. Une nouvelle campagne de travaux démarra en 1380 et se prolongea jusqu'en 1425. Cela permit la réalisation du chœur et de son déambulatoire. Quant à la flèche surmontant la tour sud, elle ne fut achevée qu'en 1785. Elle a été endommagée lors des tempêtes de décembre 1999.
La cathédrale est nommée en l'honneur de Tugdual de Tréguier, religieux du V siècle.
