La catedral está situada en la histórica Sionis Kucha (calle Sioni) en el centro de Tiflis, con su fachada oriental frente al dique derecho del río Kura.

Según los anales medievales georgianos, la construcción de la iglesia original en este sitio fue iniciada por el rey Vakhtang Gorgasali en el siglo V.

Cien años después, Guaram, príncipe de Iberia (Kartli ), en c. 575 comenzó a construir una nueva estructura, que fue completada por su sucesor Adarnase en aproximadamente 639.

Según la leyenda, ambos príncipes fueron enterrados en esta iglesia, pero no se ha encontrado rastro de sus tumbas.

Fue seriamente dañada en 1226, cuando su cúpula se arruinó por orden de Jalal ad-Din Mingburnu.

Completado en 1812, el campanario fue encargado bajo Pável Tsitsiánov usando dinero otorgado en reconocimiento a su conquista de Ganja para el Imperio ruso.