Las torres fueron construidas entre 1787 y 1791, a pesar de que entre 1642 y 1672 se construyó la base y primer cuerpo de la torre oriental. Las obras estuvieron a cargo del arquitecto José Damián Ortiz de Castro. Las torres de la catedral presentan una altura de entre 64 y 67 metros cuyo acceso interior se realiza mediante unas escaleras elipsoidales construidas en madera. El remate de las torres presenta forma de campana, construida con roca tezontle procedente de Chiluca. Ambas torres, están coronadas por una cruz de metal sobre una esfera también de metal. La esfera de la torre oriental fue utilizada como cápsula del tiempo, en 2007, durante los trabajos restauración de la catedral, fue abierta y se descubrió en su interior una caja de plomo con medallas religiosas, monedas de la época, un relicario, una cruz de palma, diversas imágenes de santos y oraciones y testimonios autorizados por el cabildo de la catedralicio. Bajo la esfera, en la parte más alta de la torre, se encontró la inscripción «14 de mayo de 1791. Tibursio Cano» tallada en la piedra. La cruz de la torre oriente cayó durante el terremoto del 19 de septiembre de 2017.