La Catedral es la sede del Obispo. El órgano rector de la Catedral es el cabildo, que es un colegio de sacerdotes cuya cabeza es igualmente el Obispo.
La Catedral Metropolitana de San José tiene su origen en la Bula Christianae Religionis Auctor del Papa Pío IX (28 de febrero de 1850), que al erigir la Diócesis de San José, desmembrándola del territorio de la antigua Diócesis de Nicaragua y Costa Rica, convierte a la Iglesia de San José en Catedral, continuando, además, dicho templo sirviendo de Parroquia de la ciudad de San José. La misma bula establece que a la mayor brevedad posible se constituya en la catedral un cabildo, que entre sus miembros conste al menos de una dignidad y tres canónicos.
Posteriormente, el Concordato firmado entre la Santa Sede y el Gobierno de Costa Rica en 1852, y vigente hasta 1888, incluyó algunas regulaciones relacionadas con la Catedral de San José y su cabildo. Concretamente, en dicho Concordato el Gobierno se comprometía a suministrar una dotación económica para sustentamiento del Obispo, del Cabildo, del Seminario y de los gastos del culto y de la fábrica de la Catedral (artículo 5). En contrapartida, la Santa Sede concedía al Presidente de la República el derecho de Patronato, es decir, el derecho de presentar a eclesiásticos considerados idóneos para cubrir vacantes de la diócesis, correspondiendo al Papa la institución canónica de dichos eclesiásticos (art. 7). En virtud de este derecho de Patronato, el Presidente adquiría la facultad de nombrar hasta 6 miembros del cabildo de la Catedral, con excepción del Deán, nombramiento reservado a la Santa Sede, y los canónigos Teologal y Penitenciario, nombrados por el Obispo después de un concurso oposición (art. 8). Finalmente, el Concordato establecía que en sede vacante correspondía al cabildo de la Catedral nombrar al Vicario Capitular para el gobierno de la Diócesis hasta el nombramiento del nuevo obispo (art. 12).
El cabildo de San José se instaló solemnemente el 8 de diciembre de 1853. El 9 de septiembre de 1856 se proclamó a la Inmaculada Concepción como su Patrona. En 1859 Llorente declaró que el cabildo quedaba suspendido por no pagar el gobierno desde 1856 la subvención contemplada en el concordato. La reinstalación del cabildo se llevó a cabo el 31 de diciembre de 1862.
A partir de febrero de 1850 el antiguo templo de la Parroquia de San José albergó al mismo tiempo a la Parroquia y a la Catedral, pero de forma independiente. La catedral estaba bajo la supervisión del cabildo y la parroquia, del párroco, situación que provocó numerosos problemas entre las dos autoridades. Debido a eso, en 1863, el primer Obispo de San José, Anselmo Llorente y Lafuente, decidió unir la Catedral y la Parroquia. Esta unión se mantuvo hasta el 26 de diciembre de 1881, fecha en la que el segundo Obispo de San José, Bernardo Augusto Thiel, dividió el antiguo curato de San José en dos nuevas parroquias, El Carmen y La Merced. Desde entonces, el templo de la Catedral dejó de ejercer funciones parroquiales.
En 1921, a raíz de la creación de la Provincia Eclesiástica de Costa Rica y dentro de ella de la Arquidiócesis de San José, el cabildo de la Catedral Josefina fue elevado al rango de metropolitano (Constitución Apostólica Praedecessorum de 16 de febrero de 1921).
La Catedral Metropolitana fue consagrada por Mons. Sanabria el 1 de noviembre de 1940.
Desde 1854 el templo de la Catedral fue objeto de distintos intentos de reconstrucción. Finalmente, los trabajos de reedificación se iniciaron en agosto de 1871 bajo el impulso de una junta edificadora presidida inicialmente por el propio Obispo, Mons. Llorente, y, a raíz del fallecimiento del Prelado en septiembre de ese año, por el sacerdote Domingo Rivas Salvatierra, quien entonces además de Deán del cabildo era Vicario Capitular de la Diócesis. Las obras de esta primera etapa de remodelación terminaron en 1877. Con posterioridad se hicieron distintos trabajos de importancia en el edificio, especialmente a partir de 1927 bajo la dirección del sacerdote Enrique Kern, Tesorero del Cabildo. Durante la década de 1990 se realizó una amplia remodelación de la Catedral.
