Su interior es bastante sobrio. Presenta retablos rococós pintados de blanco con dorado y uno barroco con los mismos colores; los lienzos que conserva pertenecen a la escuela cuzqueña de pintura y quiteña. Destaca el retablo mayor «exento», es decir que no está apoyado en pared alguna.
Es de estilo barroco churrigueresco y está recubierto de pan de oro. De este tipo de retablo sólo quedan dos en el Perú: el de la catedral de Trujillo y el de la catedral del Cusco.
Historia:
La catedral cuenta con el Museo Catedralicio con obras religiosas de la época virreinal en oro y plata.
Fue fundada como iglesia matriz, luego de la fundación de Trujillo (1535-1540), siendo de arquitectura modesta. En 1616 se la reconoce como Catedral por el papa Paulo V. Fue destruida casi en su totalidad en el terremoto del 14 de febrero de 1619.
Bartolomé de las Cuevas estuvo a cargo de su reconstrucción, pero nuevamente fue afectada por un nuevo sismo el 29 de febrero de 1635.
Gran parte de la arquitectura fue inicialmente construida por el arquitecto Francisco de Soto Ríos, en el año 1647, y luego terminada por Francisco Balboa en 1666.
Fue en el año 1911 que se realizaron importantes cambios, tales como la ampliación del presbiterio, reforzamiento del retablo mayor, cambio del púlpito, se construyó un coro nuevo sobre la puerta de la nave central, se cambió el piso de ladrillo por losetas y la base del presbiterio fue cubierta con mármol; además se trasladó la parte de sillería de coro al presbiterio.
En el año 23 de agosto de 1967 fue ascendida a la categoría de Basílica Menor por el papa Paulo VI.
El terremoto de 1970 averió severamente parte de la basílica, derribando el campanario y la cúpula, que al caer arrasó con el modificado retablo mayor. Dos décadas después fue restablecida la estructura completamente.
