Wielką troską i opieka otaczali sandomierska kolegiatę Władysław Jagiełło i królowa Jadwiga. Król ofiarował do skarbca świątyni tak zwany „grunwaldzki relikwiarz” pochodzący z połowy XIV wieku, dzieło złotników z Nadrenii. Z jego tez inicjatywy lwowski malarz nazwiskiem Hayl pokrył ściany prezbiterium ulubionymi przez króla rusko – bizantyńskimi malowidłami. Z tutejszą kapituła mocno związane były postaci Zbigniewa Oleśnickiego I Jana Długosza.
Oleśnicki, wychowanek kolegiackiej szkoły, najpierw był scholastykiem tutejszej kapituły, dopiero potem krakowskim biskupem i kardynałem, a zanim zmarł, także w Sandomierzu w roku 1455, sekretarzem królewskim, wybitnym politykiem i mężem stanu. Długosz zbudował w pobliżu dom dla księży mansjonarzy /1476/ a przy kolegiacie wybudował dla nich kaplicę.
W niemal niezmienionym kształcie kolegiata przetrwała do 3 kwietnia 1656 roku, kiedy to wycofujący się z Sandomierza Szwedzi wysadzili w powietrze znajdujący się na sąsiednim wzgórzu królewski zamek. Pożar, który nastąpił po wybuchu strawił dach świątyni, oszczędził jednak wnętrze… i tylko kłęby dymu jej sklepienie i mury na węgiel poczerniły… – pisał ksiądz Buliński, autor monografii Sandomierza, wydanej w 1879 roku. Odbudowę podjął w latach 1670 –74 biskup krakowski Andrzej Trzebicki, a robotami kierował architekt sprowadzony w tym celu z Lublina. Zachodnią fasadę przebudowano w stylu barokowym, dodając do niej kruchtę, „zbarokizowano” także wnętrze kolegiaty. Ranga świątyni rosła – w 1787 roku erygowano przy niej sufraganię, by wreszcie na mocy bulli Piusa VII „Ex Imposita Nobis” z 1818 roku podnieść kolegiatę do godności katedry.
Pierwsze prace przy katedrze nie były zbyt fortunne – w 1825 roku elewacje otynkowano, zakrywając ceglane, gotyckie mury. W latach 1886 –89 przeprowadzono regotyzację katedry. Tynki zostały skute, a lica ścian przemurowano cegłą, imitując gotyckie wątki /nawet na barokowej kruchcie !/. Nad dachem zaś „wyrosła” neogotycka sygnaturka, której proporcje trudno uznać za właściwe. Autorem tak swoiście pojętej „konserwacji” był Antoni Wąsowski, prace nadzorował zaś warszawski architekt Konstanty Wojciechowski.
Dzisiejszy kształt sandomierskiej katedry, dominującej w panoramie miasta, nie zmienił się od tamtych czasów. Tylko drzewa teraz jeszcze bardziej przysłaniają jej ceglane, opięte skarpami mury.
Bogactwo katedralnych wnętrz to osobny temat. Zacznę od stanowiącego ciekawostkę „kalendarza” – czyli od 12 malowideł przedstawiających po 30 scen męczeństwa każdy (po jednym męczenniku na każdy dzień) namalowanych w latach 1707 – 37 według scenariusza ks. Stefana Żuchowskiego przez Karola Prevota, francuskiego malarza działającego dla hetmanowej Elżbiety Sieniawskiej w Łubnicach i Sieniawce. Po śmierci artysty dzieło dokończył krakowski malarz, Józef Sroczyński. Sceny męczeństwa są tak naturalistyczne, że do obejrzenia tych obrazów (wzorowanych prawdopodobnie na Martyrologium Romanum)trzeba koniecznie posiadać mocne nerwy.
Niezwykle ciekawy jest zespół ołtarzy, ustawionych przy międzynawowych filarach. Ołtarze powstały w latach 1772-74 i są dziełem Macieja Polejowskiego ze Lwowa, czołowego przedstawiciela lwowskiej szkoły rzeźby rokokowej. Maciej Polejowski przyjechał do Sandomierza dzięki lwowskiemu arcybiskupowi, Wacławowi Sierakowskiemu, który godność tę łączył z obowiązkami kustosza sandomierskiej kolegiaty. Podobno Polejowskiego wspomagał swymi pomysłami ksiądz–jezuita Jan Karśnicki, zarazem wybitny architekt i wykładowca filozofii, matematyki i teologii w sandomierskim kolegium jezuickim. Jeśli udział Karśnickiego istotnie miał miejsce, nie powinien nikogo dziwić wspaniały efekt tej współpracy.