La introducción del neoclacisismo en la Nueva Granada está ligada a la accidentada historia de la catedral payanesa. La tercera versión de este templo, que entraría a reemplazar a las catedrales anteriormente destruidas por movimientos telúricos, fue comisionada por el obispo Salvador Jiménez de Enciso y Cobos Padilla a Pérez de Arroyo cuando éste se desempeñaba como deán. En los albores del siglo XIX, el clérigo proyectó un templo que retoma elementos de un proyecto anterior atribuido a Antonio García, con planta basilical en cruz griega, una nave central, dos naves laterales y una cúpula sobre el crucero. La combinación de basílica de iglesia en cruz latina es un indicio de intenciones arquitectónicas cultas y de influencias europeas variadas. La catedral, en la que abundan rasgos neoclásicos y manieristas, sufrió graves destrozos durante el terremoto de 1983 y hubo de ser reconstruida casi en su totalidad, para lo cual se respetaron los diseños de Pérez de Arroyo y se incluyeron algunos elementos de otros arquitectos, como Fray Serafín Barbetti. Con esta obra nace Pérez de Arroyo como gran arquitecto neoclásico.