C'est la cathédrale de Dijon depuis 1792.
Auparavant, Saint-Bénigne était une église abbatiale. C'était d'ailleurs un des plus grands monuments de l'époque romane, dont la rotonde était sans doute la pièce maîtresse.

L'abbé Guillaume de Volpiano avait été l'initiateur de sa construction. L'actuelle crypte de la cathédrale est en fait l'étage inférieur de la rotonde, détruite en 1792. Commencé en 1280, l'édifice gothique actuel, couvert de voûtes d'ogives, fut achevé dans la première moitié du XIVème siècle, lorsqu'on dressa la façade.
Après avoir subi diverses restaurations et plusieurs remaniements au XIXème siècle, la cathédrale Saint-Bénigne est parvenue à nous non sans grands dommages.