Собор с двухбашенным фасадом доминирует над панорамой города. И это не вызывает удивления. Третья, южная башня собора имеет 100,65 м высоты и является самой высокой в Моравии. В соборе св.Вацлава установлен второй по величине колокол Чехии и крупнейший в Моравии. Вес колокола восемь тонн.

Собор строился не один век. Первую романскую базилику на месте собора начал строить князь Сватоплук, а в 1131 году ее, пока еще недостроенную, освятил епископ Йиндржих Здик. После сильных пожаров в 1265 году базилика была перестроена в готический трехнеф. Такая средневековая планировка храма сохранилась до настоящего времени. На южной стороне трехнефа позже была пристроена часовня св.Станислава в стиле ренессанс. Строительство пресвитерия относится к XVII веку.

Окончательный вид собор приобрел в 1883-1891 годах, когда он был реконструирован в в новоготическом стиле по проекту архитектора Густава Маретти. Храм в планировке получил форму латинского креста, объединив старый и новый костелы. Серьезному обновлению подвергся фасад собора, преобразованный по образу парижского храма св.Клотильды.

Собор богато украшен, имеет много боковых пределов. Интерьер хорошо сохранился. До сих пор молящиеся сидят на оригинальных скамейках XVII века, разукрашенных резьбой. Орган храма до сих пор — один из лучших в Чехии среди инструментов эпохи романтизма.

На неоготическом алтаре перед одной из колонн размещен реликварий с останками св.Яна Саркандра, канонизированного в 1995 году во время посещения Оломоуца папой Иоанном Павлом II.

Рядом с собором находятся часовня св.Анны (XIVв.) и часовня св.Варвары (XIIв.).