Кафедральный собор находится в 250 метрах к югу от площади Станислава. Кафедральный собор стали строить в 1703 году при герцоге Леопольде (первый камень заложил его брат Фрац). Идея появления собора принадлежит его предшественнику Карлу III, пожелавшему для своей столицы – Нанси – статуса епископского города. План церкви был разработан в 1700 году, его автором был архитектор Джованни Бетто. Он вдохновлялся римскими примерами. К плану также причастны Жуль-Ардуэн Мансар (он, кстати, раскритиковал проект своего предшественника) и Жермен Боффран. В плане церковь имеет форму латинского креста: неф с шестью капеллами (по три с каждой стороны). В первом пролёте расположен орган, затем идут ещё два пролёта и трансепт, перекрытый куполом, покоящимся на внушительных колоннах (его свод расписан на сюжеты из Ветхого и Нового завета; некоторые фигуры – больше пяти метров в высоту). Замыкают композицию ещё один пролёт и полукруглая апсида.
Фасад в классическом духе оживляют только пары коринфских колонн. Центральный ризалит с часами фланкирован двумя восьмиугольными башнями.
В соборе находится сокровищница, в которой хранятся культовые принадлежности 10-18 веков, например, молитвенник, написанный каллиграфами из города Тура, в богато украшенном, с драгоценными камнями переплёте, нагрудный крест, декорированный лиможскими эмалями, плакетка из слоновой кости, с изображённой на ней сценой Воскресения, столовое серебро, использовавшееся во время литургий. Одна из самых интересных скульптур, хранящихся в соборе, - Дева Мария с благословляющим Христом 1669 года, сделанная скульптором Цезарем Багартом и вдохновлённая работами Бернини.
В оформлении собора также особое внимание уделено культу Сигиберта III, короля франков из династии Меровингов, правившего Австразией в 7 веке н.э. Вплоть до Революции здесь хранились связанные с ним реликвии, при Наполеоне на их месте поставили статую Девы Марии с младенцем. Статуя короля украшает фасад, ему посвящена одна из боковых капелл, в апсиде же висят два живописных полотна, одно представляет коронацию Сигиберта, второе — посещение им бедняков. Апофеоз Сигиберта представлен на картине в одной из боковых капелл, слева от алтаря.
Орган собора, сделанный братьями Дюпон, датируется 1757 годом. С конца 19 века он играет 32 ноты (на 9,5 октав).
В эпоху Революции собор превратился в храм богини Разума, был частично уничтожен скульптурный декор фасада. Орган сохранился благодаря стараниям энтузиастов, заявивших, что с его помощью они переделают религиозную музыку на революционный лад.