Mária Terézia magyar királynő az egyház megerősítésére átszervezte az akkori egyházmegyéket, és újakat is létrehozott. Ezek egyike volt a Szombathelyi Egyházmegye, amelyet a győri és zágrábi megyék részeiből alakítottak ki 1777-ben.
A királynő az új egyházmegye élére püspöknek a felsőszopori születésű Szily Jánost (1735–99), az ambiciózus, nagy tudású, római képzettségű győri kanonokot jelölte ki. A kinevezés 1777. év februárjában kelt, Szombathely első püspöke Szent Istvánkor foglalta el székhelyét a város lelkes ünneplése közepette.
Szily János már a kinevezése után felvette a kapcsolatot Melchior Hefele bécsi akadémikussal, építésszel, akit a győri dóm felújításakor ismert meg: együtt dolgoztak Győrött, ahol Szily segítette a püspökség részéről Hefele munkálatait. Szily püspök tárgyalt Hefelével egyházmegyei központjának kiépítésével kapcsolatos elképzeléseiről. Megállapodtak, hogy az építész azonnal munkába kezd: megtervezi a leendő papnevelő intézetet (szemináriumot) és a püspöki palotát, továbbá arra is kiterjedt a megállapodás, hogy a későbbiekben nagyméretű dómot épít az új püspökség szívében. Szily igényt tartott Hefele sokoldalú alkotóművészetének minden ágára, és ha kizárólagosan nem rendelkezett is az építész idejével, elérte, hogy valamennyi szombathelyi és környékbeli felkérésnek, megrendelésnek eleget tegyen.
A mester tevékenysége kiterjedt nem egyházi építkezésekre is, mint a répceszentgyörgyi Horváth-kastély, Szombathelyen Rosty László alispán házának megépítése, az oladi templomra, amelyet nem a püspökség, hanem a község földesura építtetett.
Miután elkészült az első két épület, szünet állt be a munkában, de az 1790-es évek elejére a püspök anyagiakban erőre kapott egy birtokhoz jutás révén, és ezzel összefüggésben saját vagyonával is támogatta a székesegyház építésének ügyét, ismét fellendítve ezzel a munkát. A hatalmas templom megvalósítása 1791-ben megkezdődött; terveivel Hefele már tíz évvel azelőtt elkészült. Az építkezés csak 1814-ben fejeződött be. Az eltelt 23 esztendő során az egyházmegye elveszítette Hefelét, a kiváló építőművészt (1794-ben), és magát a püspököt is, öt évvel később.
Hefele tizenhét éven át, egészen halála napjáig dolgozott a Szombathelyi Egyházmegyének. A székesegyház tornyainak építésekor lelte halálát, 78 esztendős korában. A püspök, aki nagy tisztelettel volt a polihisztor építőművész iránt, a ferencesek kriptájában helyeztette el Melchior Hefele földi maradványait.
A Sarlós Boldogasszony katedrális (székesegyház) a Szombathelyi Egyházmegye fő temploma; benne a megyéspüspök tanítószéke, katedrája áll (két megnevezését e logikából származtatjuk).
A templomépület copf stílusú, amelyet II. József stílusnak is neveznek, a francia XVI. Lajos király uralkodásához kötődő klasszicista művészeti korszak szerényebb magyar változata. E stílus elterjedését hazánk földjén éppen Hefelének köszönhetjük, aki elsőként a püspöki palotával írta be nevét a magyar építészet történetébe, méghozzá mindjárt érett formájában, és a püspök jóvoltából magas művészi színvonalon.
Szily nem sajnálta az áldozatot, hogy a legjelesebb bécsi művészek munkája gazdagíthassa az új egyházmegye legfontosabb épületeit az alkalmazott művészetek vonatkozásában. (A mindössze egy évvel azelőtt épített pozsonyi prímáspalota egyes építészeti megoldásai miatt még nem képviselte tisztán a francia minta magyar változatát!
Az épületcsoport gyönyörű teret képez, kapcsolódik a közvetlen szomszédságban álló Berzsenyi Dániel térhez. A megyeháza épületétől elkülönülten, de a térkapcsolat révén egy nagyobb területre tekintő épületcsoport az itt elhelyezett tömbök puszta együttállása révén igényes városképi értéket hozott létre Szombathely egyházi központjában.
Hefele terve legyőzte a püspök elképzelését, és így a dóm nem a püspöki palotával szemben épült fel, hanem a palota és a szeminárium közötti (már régen erre a célra kimért és tartogatott) területen.
A munkálatok kezdetén elbontották a Kerekvár omladozó, hatalmas tömbjét, amely az új dóm szentélyének északi oldalával esett egybe (ez látható is a romkert gyalogos átjárójáról!). A püspök, a város heves tiltakozása ellenére elbontotta a palotája kertjében egészen addig álló régi plébániatemplomot, amely a polgárság szeretett temploma volt, és éppen csak néhány évtizeddel előtte bővíttette a győri püspökség. Végül elbontották a szeminárium és a palota épületét összekötő magas falat is, amely mögött addig a püspök magánkertje virult.
A székesegyház – a maga korában – túlméretezett épülete szívügye volt Szombathely első püspökének: nemcsak az alapkövét tette le, hanem szinte minden tégla elhelyezésénél jelen volt. Mindent ő határozott meg az elkészült templombelső dekorációjában, még egyik-másik festményen a megjelenített személy ruházatának színébe is beleszólt.
Mesterei az osztrák képzőművészet kiválóságai voltak, akik szinte kivétel nélkül életük alkonyán csatlakoztak a merőben új szellemet és ízlést képviselő, copfstílusú hatalmas egyházi építkezéshez.
Hefele 61 esztendős volt, amikor belekezdett a szombathelyi munkájába, amely végül életművének koronája lett. A festő Maulbertsch 58 éves volt, amikor a palota dísztermét kifestette. A szobrászati munkák mestere, Prokop 55 esztendősen állt Szily szolgálatába. A bécsi születésű, ám Sopronban letelepedett festő, Dorffmaister István szintén ennyi idős volt, amikor a Szombathelyi Egyházmegyének dolgozott, és Josef Winterhalder is éppen ebben a korban volt, amikor kifestette a székesegyház szentélyének mennyezetét.
Ezek az akkoriban idősnek számított művészek hozták létre hazánkban elsőként Szombathelyen a legújabb művészeti stílust – Szily püspök akaratából és Hefele Menyhért művészeti irányítása alatt.
Nem kevésbé jeles kézművesek és mesteremberek sorának munkája gazdagította tovább Szily püspök építkezéseit, és így a hálás utókor, büszke lehet, hogy a francia felvilágosodás eszméivel az erőteljesen ókori minták felé forduló ízlés legkiérleltebb művei hazánkban először Szombathelyre érkeztek meg, alig néhány évtizednyi késéssel franciaországi keletkezésükhöz képest, és azóta is gazdagítják a várost.
A mesteremberek sorában meg kell említenünk magát Hefelét is, aki otthonosan mozgott a bronzöntés, a kovácsoltvas-művesség, az asztalosság, a fafaragás, a díszfestő és az aranyozó munkák területén is, és nem vonakodott szükség esetén minden tudását az építkezés ügyének szentelni.
A székesegyház elnyúló építkezései közben, 1799-ben, amikor még javában folytak a belsőépítészei munkák, Szily János püspököt elragadta a halál. A továbbiakban Szily titkára, Eölbey János kanonok vezette a munkákat, de pénzhiány miatt már a következő esztendőben leállt az építkezés. Az akkor megválasztott második püspök, gróf Harrasi Herzan Ferenc (1735–1804) bíboros hat esztendeje alatt lényegében állt a munka, ám a szombathelyi harmadik püspök, Somogy Lipót (1748–1822), volt győri kanonok nagy erővel folytatta a templomépítést: három hónap alatt elkészültek a kereszthajó oltárai és a szószék (a belső tér minden részletét Hefele tervrajzai alapján valósították meg), majd 1806. novemberben ünnepélyesen fel is szentelték a székesegyházat.
A munka rendületlenül folytatódott: elkészültek a kanonoki stallumok, a szobrászati díszek, a gyóntatószékek és a központi tér, a hajó mennyezetének kifestése, amely a bécsi Anton Spreng műve volt; a második világháborúban egy bombatalálat következtében teljesen megsemmisült.
Az épületet romjaiból már 1947-ben visszaépítették, majd a belső tér veszteségeit tüntették el. Különösen Konkoly István (1930-2017) püspöksége idején haladt lendületesen a munka, amely végül 2004-re fejeződött be.
A fennállásának 225 esztendeje alatt a pompás épület hirdeti az örök megújhodás és újrakezdés szellemét Szombathely szívében, ahonnan tornyai az egyházmegye távoli pontjait szemlélik. Hazánk harmadik legnagyobb temploma, a budapesti Szent István és az esztergomi bazilika után.