La construcción de la catedral comenzó en 642 bajo la guía del catholicos Nersés III (apodado Shinogh o el constructor), quien construyó la catedral majestuosa dedicada a San Gregorio en el lugar donde se supone que aconteció un encuentro entre el rey Trdat III y Gregorio el Iluminador.Tras la ocupación árabe de Dvin y las guerras cada vez más intensas entre los ejércitos bizantinos y los árabes en las fronteras orientales del primero, Nersés transfirió el palacio patriarca del católicos de Dvin a Zvartnóts.[3] Zvartnóts permaneció en pie hasta el fin del siglo X; después, las fuentes históricas callan respecto a la causa de su caída.El historiador contemporáneo armenio Stepanos Taronetsi se refirió a Zvartnóts cuando describió la iglesia que Gagik I había inaugurado como «una gran estructura en Vałaršapat, dedicada al mismo santo, que había quedado en ruinas».[4] Zvartnóts permaneció enterrado hasta que sus restos fueron descubiertos a principios del siglo XX.
El plano de la catedral, tal como lo dibujó Toros Toramanian.
