Edificiul a fost ridicat în stil baroc în anii 1775-1779 din ordinul romano-catolic al Fraților Minori Conventuali (așa numiții „minoriți”, cea mai veche ramură a franciscanilor) pe amplasamentul fostei „case Henter” și pe alte terenuri învecinate obținute prin schimb, meșter și totodată proiectant fiind Francisc Kirtner. Banii necesari lucrărilor au provenit dintr-o donație a împărătesei Maria Terezia, totodată Mare Principesă a Transilvaniei.
Din cauza unei erori de construcție, turnul bisericii s-a prăbușit la 22 septembrie 1779, făcând și o victimă umană. Turnul și fațada au fost ridicate din nou, 3 ani mai târziu, sub îndrumarea arhitectului Johann Eberhard Blaumann.
După ce papa Pius al XI-lea a decis în anul 1924 să treacă biserica în proprietatea Bisericii Române Unite cu Roma (Bisericii Greco-Catolice), călugării franciscani s-au baricadat în interiorul clădirii, ceea ce a făcut necesară intervenția forțelor de ordine pentru evacuarea lor.
Edificiul a fost donat Bisericii Române Unite cu Roma (Bisericii Greco-Catolice) în anul 1924 de către Sfântul Scaun, pentru a servi drept catedrală a Episcopiei Greco-Catolice de Cluj-Gherla, după mutarea sediului episcopiei de la Gherla la Cluj. Cu ocazia respectivă, catedrala din Gherla a devenit con-catedrală episcopală.
Adaptarea mobilierului interior la cerințele ritului bizantin a fost făcută prin efortul episcopului Iuliu Hossu. Astfel, în interiorul lăcașului de cult a fost amplasat un iconostas (inexistent în practica cultului romano-catolic). Mutarea efectivă a sediului episcopiei de la Gherla la Cluj a avut loc în anul 1930.
În anul 1948, după interzicerea BRU (Bisericii Greco-Catolice), clădirea a fost trecută de autoritățile comuniste în folosința Bisericii Ortodoxe Române. După Revoluția din 1989, Episcopia Greco-Catolică de Cluj-Gherla a cerut, mai întâi fără succes, să i se recunoască dreptul de proprietate asupra lăcașului sacru.
Refuzul Arhiepiscopiei Ortodoxe a Vadului, Feleacului și Clujului de a restitui lăcașul de cult a dus la un proces care a durat opt ani, fiind mutat la mai multe instanțe din țară, în cele din urmă la Curtea de Apel Ploiești, pe motiv că instanțele din Transilvania ar ține partea greco-catolicilor.
Curtea de Apel Ploiești a decis că proprietar a imobilului este Episcopia Greco-Catolică de Cluj-Gherla, dispunând restituirea imobilului. Episcopia de Cluj-Gherla a fost reprezentată în acest proces de avocatul Remus Luca, unul dintre veteranii Baroului Cluj.
Pe 13 martie 1998, credincioșii ortodocși s-au împotrivit executării sentinței, blocând accesul credincioșilor greco-catolici în biserică. În aceeași zi, după intervenția forțelor de ordine, executorul judecătoresc a pus Episcopia de Cluj-Gherla în posesia vechii ei catedrale.
Marko Ivan Rupnik, preot iezuit şi pictor al Vaticanului, agreat atât de Papa Ioan Paul al II-lea, cât şi de Papa Benedict al XVI-lea, împreună cu Silviu Oravitzan, artist plastic din Timişoara, au unit Apusul şi Răsăritul într-un întreg al perfecțiunii.
Cei doi s-au întâlnit la New York, unde Oravitzan şi-a expus lucrările la Muzeul de Artă Catolică, iar Rupnik a fost impresionat de acestea. L-a urmat pe artistul român în Cluj, unde a văzut opera acestuia de la Mănăstirea Nicula, şi s-au hotărât să colaboreze la proiectul Bisericii „Schimbarea la Faţă”.
Cei doi reuşesc să-şi îmbine stilurile (sculptură în lemn – Silviu Oravitzan şi pictură în tehnica mozaic – Marko Ivan Rupnik) pentru a crea un tot unitar. Prin aceasta Biserică ortodoxă „Schimbarea la Faţă” de pe Bulevardul Eroilor din Cluj-Napoca nr. 24-26, este un lăcaş de cult unic în Europa.
Construcția din piatră și cărămidă are o lungime de 44,25 metri, o lățime de 15,44 metri și 28 de metri înălțime.
Fațada clădirii a fost realizată conform unui program artistic coerent, propriu stilului baroc. Arhitectul Blaumann a scos intrarea într-un rezalit foarte puternic, arcuit înspre exterior și legat de colțurile fațadei, față de care se află la o distanță de 3,60 metri. Această soluție generează un pregnant element dinamic conform cu cerințele barocului.
Pilaștrii situați pe marginile fațadei, precum și în flancurile turnului, au capiteluri dorice profilate simplu, deasupra cărora curge un antablament cu arhitrava dublată. Cornișa proeminentă se află la o înălțime de 10,10 metri de la bază.
Peste ani, Catedrala Schimbarea la Față a devenit un punct de referință pentru identitatea orașului Cluj-Napoca, reflectând diversitatea și istoria sa multiculturală. Continuă să fie un loc de întâlnire pentru credincioși și vizitatori, atrăgând mii de persoane interesate de istoria și arhitectura sa.