Datoen for når katedralen ble flyttet til Llandaff er omdiskutert, men elementer er datert fra 1100-tallet, slik som den imponerende romanske , oppkalt etter biskop Urban fra 1100-tallet. Katedralen har en historie som med dekonstruksjon og restaurering grunnet krigføring, neglisjering og naturulykker. Ødeleggende angrep fra Owain Glyndwr på slutten av 1300-tallet og Oliver Cromwell på 1600-tallet førte til store ulykker for området. Llandaffkatedralen var den nest mest ødelagte katedralen i Storbritannia etter Coventrykatedralen som følge av bombing fra Luftwaffe under den andre verdenskrig. Den ble restaurert av arkitekt George Pace i årene etter krigen. En av de moderne attraksjonene er en aluminiumsfigur av Jesus, , fra 1954 til 1955 som ble gjort av Jacob Epstein. I 2007 førte et lynnedslag til skader, blant annet på orgelet. Erstatningen for orgelet, det største som ble bygget i Storbritannia på 40 år, ble installert i 2010.