La pose de la première pierre a lieu le en présence de Mgr Kévork Utudjian (1851-1919). Elle est construite entre 1902 et 1904 grâce à Alexandre Mantachiants (ou Mantachev), richissime Arménien originaire de Tbilissi[1] ayant fait fortune dans le pétrole[2] et qui achète le terrain pour 450 000 francs[1].
À partir de sa fondation en par le catholicos Garéguine II Nersissian, la cathédrale est le siège du Diocèse arménien de France[3].
Devant la cathédrale sont installées une pierre-croix du XIIIe siècle et une statue en hommage aux volontaires arméniens de l'armée française morts pour la France durant la Première Guerre mondiale.