La fachada principal de la catedral presenta orientación sur. En ella se abren tres puertas, siendo la central de mayor tamaño que las laterales. La puerta central está flanqueada por unas parejas de columnas separadas por hornacinas en las que se encuentran las esculturas de san Pedro y san Pablo. Sobre la puerta se encuentra un altorrelieve en mármol de la Asunción de la Virgen María, inspirado en una obra del pintor flamenco Peter Paul Rubens, al igual que el resto de relieves de las fachadas; flanqueada igualmente por parejas de columnas, estás tritóstilas, en cuyas hornacinas se encuentran las esculturas de san Andrés y San Mateo. Por encima, se encuentra el escudo de México, con el águila con las alas extendidas. El conjunto lo culmina la torre del reloj, sobre el cual se encuentran las esculturas que representan la Fe, la Esperanza y la Caridad, obras del escultor Manuel Tolsá. La escultura de la Esperanza cayó durante el terremoto del 19 de septiembre de 2017.