Dedicada a Jesus Cristo como Salvador do Mundo, foi originalmente construída em taipa (barro), no ano de 1540. Depois, passou por reconstruções e reformas, sendo substituída por outro templo em 1584, maior, de alvenaria e com várias capelas secundárias, erguido por iniciativa do Frei Antônio Barreiro, terceiro Bispo do Brasil. Em 1616, foram edificadas a sacristia e dependências anexas por Cristóvão Álvares, e pouco mais tarde, foi elevada à dignidade de Matriz de São Salvador do Mundo. No ano de 1676, com a criação do Bispado de Olinda, a antiga matriz foi elevada à condição de Catedral.
Devido às diversas intervenções e reformas, a fachada do templo ficou descaracterizada do estilo original. Para corrigir tal situação, entre os anos de 1974 e 1976, a edificação foi restaurada, readquirindo até onde foi possível, suas feições originais de transição entre a Renascença e o Barroco (período maneirista). A iniciativa fez parte do Programa de Restauração das Cidades Históricas do Governo Federal, em conjunto com a Fundação Nacional de Arte de Pernambuco (FUNDARPE).
Na capela-mor permanecem o trono episcopal e outras cadeiras com fina lavra em jacarandá, e as tumbas dos bispos Dom Mathias de Figueiredo e Mello (em sepultura rasa), Dom Francisco Xavier Aranha e Dom João da Purificação Marques Perdigão (em jazigos nas paredes) e o túmulo de Dom Helder Camara (arcebispo de Olinda e Recife no período de 1964 a 1985).
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