La cathédrale Saint-Denis a été édifiée selon les plans de l’ingénieur Paradis, à l’emplacement d’une église construite au XVIIIe siècle. Sa première pierre fut posée le 4 novembre 1829 par le gouverneur de Penfentenyo. L’édifice fut ensuite érigé en cathédrale en 1850, avant d’être consacré le 28 septembre 1860 par Monseigneur Maupoint. Il ne prit toutefois sa forme définitive qu’en 1863, avec l’achèvement du porche occidental en prostyle.
En 1854, Gustave Manès, ancien maire de la ville, offrit à la municipalité une fontaine acquise auprès de la fonderie d’art Ducel. Installée face à la cathédrale, celle-ci contribua à l’aménagement et à l’embellissement de la place. Elle figure au registre des monuments historiques, et sa restauration était prévue pour 2010.
Un clocher métallique portant deux cloches fut également construit à côté de la nef. La cathédrale, peinte par Antoine Roussin, se trouve par ailleurs à proximité du lieu où l’homme politique Alexis de Villeneuve fut tué par balle, le 25 mai 1946, au milieu d’une foule venue l’écouter.