Vor der Errichtung des Palastes war die Ortskirche von Versailles dem Heiligen Julian von Brioude gewidmet. Diese Kirche wurde im Rahmen der Erweiterungsbauten des Schlosses im Jahre 1679 abgerissen. 1684 legt Ludwig XIV. den Grundstein eines neuen Gebäudes, die Kirche Unserer Lieben Frau (Notre-Dame), die den neuen Stadtkern bildet. Das heutige Viertel des Heiligen Ludwigs ist zu Anfang des 17. Jahrhunderts ein ummauertes Jagdgebiet, genannt „Parc au Cerfs“ (Hirschpark).

Trotz seiner Jagdbegeisterung beschließt Ludwig XIV. diesen Park zu Gunsten von durch den Bevölkerungszuwachs dringend nötig gewordenen Wohngebäuden aufzugeben. Er gestattet dort Baugrund, wobei er selbst den regelmäßigen Straßenverlauf mit den beiden Hauptachsen : „rue Royale“ und „rue d’Anjou“ vorgezeichnet hat.

Die erste Kapelle

1714 verspricht Ludwig XIV. die Ausgaben einer neuen Gemeinde zu „tragen“. Dieses Versprechen wird jedoch erst unter Ludwig XV. eingelöst. Zwischen der rue d’Anjou und der rue des Tournelles, entlang der rue de Satory entsteht eine vorläufige, dem Heiligen Ludwig (Saint-Louis) gewidmete Kapelle. Sie wird 1727 eingeweiht und zuerst als einfache Filiale von Notre-Dame betrachtet.

Monseigneur Karl von Ventimiglia, Erzbischof von Paris, erklärt sie im Jahre 1730 zur freien und unabhängigen Gemeinde. Doch erweist sich das Fassungsvermögen dieser Kapelle bald als für die Bevölkerung des Viertels ungenügend. Robert de Cotte, oberster Architekt des Königs, wird mit dem Projekt einer großen Kirche beauftragt, die das Pendant zu der 1684 von Jules Hardouin-Mansart erbauten Notre-Dame-Kirche bilden soll. Der Architekt erstellt Pläne, doch kommt es aus ungeklärten Gründen, wahrscheinlich finanzieller Art, nicht sofort zu deren Ausführung.

Die Kirche des heiligen Ludwig (Saint-Louis)

Nach dem Tode von Robert de Cotte im Jahre 1635 soll Jacques Hardouin-Mansart von Sagonne, der letzte Vertreter der berühmten Architektendynastie und Enkel von Jules Hardouin-Mansart, das Projekt übernehmen : die Bauarbeiten können endlich beginnen.

Bei einer von Monseigneur Karl von Ventimiglia, dem Erzbischof von Paris am 12. Juni 1743 gehaltenen Feier, setzt der König den Grundstein des Gebäudes. In Begleitung des Kronprinzen legt er selbst eine Gold- und vier Silbermedaillen in einen unter der ersten Säule des Heiligtums auf der Evangeliumsseite ausgehobenen Hohlraum. Daraufhin begibt sich Ludwig XV. in den Hof eines Hauses der rue des Tournelles um „ein kleines Modell, das Herr Mansart von der Ludwigskirche angefertigt hat, und das sehr genau und detailliert ist, zu betrachten“ und zieht sich befriedigt zurück. Die Bauarbeiten dauern zehn Jahre; sie werden von den Verwaltungen finanziert, deren Kasse den Ertrag unbesetzter Kirchengüter einzieht.

Die Einweihung findet am 24. August 1754 ohne die Königsfamilie statt : am Vortag hat die Kronprinzessin Marie Josèphe von Sachsen einen Sohn auf die Welt gebracht, den zukünftigen Ludwig XVI.

Am nächsten Tag , dem 25. August, wird das erste Patronatsfest des Heiligen Ludwig feierlich begangen.
1755 stiftet der König sechs Glocken deren Namen und Taufpatinnen im Gemeinderegister bekannt sind.

Die ehemalige Kirche wird 1760 abgerissen und an ihrer Stelle entsteht das Pfarrhaus. Seine Ausmaße sind durch die Anzahl der im Dienste der Ludwigskirche stehenden Kleriker bedingt. Die Gemeinde wird in dieser Zeit von Priestern der Missionskongregation des Vinzenz von Paul, den Lazaristen, betreut.
Die Verwaltungen beauftragen ihren Architekten Louis-François Trouard im Jahre 1764 mit der Vervollständigung der Innenausstattung und dem Bau einer Kapelle für den Religionsunterricht.

Die Revolutionszeit

Als am 4. Mai 1789 die Generalsstände eröffnet werden, zieht die feierliche Prozession der drei Stände von Notre-Dame bis zur Kirche Saint-Louis, von deren Kanzel aus Monseigneur de la Fare die Missbräuche des Hofes anprangert. Im Juni finden mehrere Sitzungen der Stände in Saint Louis statt.
1790 wird Versailles Bischofssitz. Der erste verfassungsmäßige Bischof, Monsieur Avoine, wählt Notre-Dame als Kathedrale. Die Lazaristen, die sich ausnahmslos geweigert haben den Verfassungs-Eid abzulegen, werden aus Saint-Louis vertrieben und ihre Güter beschlagnahmt. Zu ihnen zählt auch Jacques Henri Gruyer, der 1792 den Märtyrertod stirbt.

Ende 1792 wird die dem katholischen Kult verschlossene Kirche zum „Temple de l’Abondance“ (Tempel der Fülle). Man malt einen Landmann auf den Frontgiebel der Kirche in der sich Klubs treffen. Die Goldschmiedearbeiten werden der Münzanstalt übergeben, die Glocken eingeschmolzen, und die Bilder gehen an das zentrale Kunstmuseum in Paris.

Trotz all dieser Wechselfälle wird das Priesteramt während der ganzen Revolutionszeit nie unterbrochen. Um die zwanzig Priester opfern sich teilweise unter Lebensgefahr dafür auf. In mehreren Häusern des Viertels entstehen geheime Kapellen. Die Lazaristen, die den Eid verweigert hatten, halten dort versteckt Gottesdienst. Die Tauf- und Trauunssregister aus dieser Zeit bleiben in unseren Archiven ein Zeugnis ihres Mutes und ihrer Treue.

Die Kirche wird zur Kathedrale

Sobald der katholische Kult wieder aufgenommen wird, zieht der Monsieur Avoine folgende Bischof, Monsieur Clément, Saint-Louis Notre-Dame vor, und die Kirche wird damit 1797 zur Kathedrale. Monseigneur Charrier de la Roche, der erste legitime Bischof von Versailles bestätigt diese Entscheidung.

Er wird am 27. Mai 1802 feierlich in Saint -Louis inthronisiert und hat am 3. Januar 1805 die Freude Papst Pius VII., der zur Krönung des Kaisers in Paris ist, in seiner Kathedrale zu empfangen. Eine Inschrift in der Marienkapelle erinnert an dieses Ereignis. Die Kirche wird nach den Unruhen der Revolution neu möbliert und mit Sakralornamenten und –Gefäßen versehen. Karl X. und Louis-Philippe lassen die Vertäfelungen, die Beichtstühle und die Ausstattung des Altars erneuern.

Die Weihung

Monseigneur Blanquart de Bailleul weiht die Kathedrale, die bei ihrer Einweihung nur gesegnet worden war, im Jahre 1843.

Die Bauarbeiten im 19. Jahrhundert

Nach einem Gelöbnis während der Cholera-Epidemie 1832 wird die Marienkapelle erneuert und mit Fenstern aus der Manufaktur von Sèvres geschmückt. Der Umbau dauert von 1840 bis 1848.
Zwischen 1853 und 1866 ersetzen bunte Fenster die hohen, farblosen Chorfenster, und dann auch die der Seitenkapellen.

Zweites Jahrtausend

1905 erregt die durch das Trennungsgesetz von Kirche und Staat erforderliche Bestandsaufnahme, die trotz Widerstand von Monseigneur Gibier durchgeführt wird, große Aufruhr im Viertel. Die Sache beschränkt sich auf den Aufbruch der Tür zur Sakristei.
Seit 1906 steht die Kathedrale als Kulturdenkmal unter Denkmalschutz.

Drittes Jahrtausend

Um den Richtlinien des Konzils Vatikan II zu entsprechen und dem vorläufigen Zustand ein Ende zu setzen, wird im Jahre 2000 der Umbau des Chors an der Vierung geplant. Bruno Chauffert-Yvart, Architekt des französischen Bauwesens (Batiments de France), nimmt eine Zeichnung Robert de Cottes wieder auf und realisiert danach einen ovalförmigen Stufenaufgang. Der Altar, das Pult, der Katheder und die Sitze der Zelebranten stammen von dem Bildhauer Philippe Kaeppelin. Die gesamte Neuausstattung wurde am 7. April 2002 von Monseigneur Eric Aumonier, dem Bischof von Versailles, eingeweiht.