Depués de la conquista española del imperiu azteca, y tres el regresu de Hernán Cortés de la esploración de l'actual Hondures, los conquistadores decidieron construyir una ilesia nel llugar nel que s'atopaba'l Templu Mayor de la ciudá azteca de Tenochtitlán para, d'esta miente, consolidar el poder español sobre'l territoriu recién conquistáu. Hai constancia de la esistencia d'un gran templu mayor dedicáu al dios Quetzalcóatl, un templu dedicáu al dios Huitzilopochtli y otres edificaciones menores. L'arquiteutu Martín de Sepúlveda foi'l primer direutor del proyeutu ente 1524 y 1532, ente que Juan de Zumárraga foi'l primera obispu de la sede episcopal nel Nuevu Mundu. La catedral de Zumárraga atópase en partir nordeste de lo la que ye l'actual catedral. Tenía tres naves separaes por columnes toscanes, el techu central presentaba entrevesgaos grabaos realizaos por Juan Salcedo Espinosa y doráu por Francisco de Zumaya y Andrés de la Concha. La puerta principal yera probablemente d'estilu renacentista. El coru tenía 48 sitiales realizaos a mano por Adrián Suster y Juan Montaño en madera d'ayacahuite. Pa la construcción, utilizaron les piedres del destruyíu templu del dios Huitzilopochtli, dios de la guerra y deidá principal de los azteques. Con too y con eso, esti templu puestu foi consideráu insuficiente pa la creciente importancia de la capital del virreinatu de Nueva España. Esta primer ilesia foi alzada a catedral pol rei Carlos I d'España y el papa Clemente VII según la bulda del 9 de setiembre de 1534 y, darréu, nomada metropolitana por Paulo III en 1547.