A igreja que está no meio de uma praça ruidosa tem décadas de história. Todos os dias é visitada pelos que trabalham nos arredores para uma rápida oração, ou pelos que querem um conselho ou um pedaço de pão. Suas raízes estão no desejo manifestado em 1912, pela colônia italiana, de erguer um templo em honra de Nossa Senhora do Carmo. Assim, um terreno foi doado e a pedra fundamental lançada em 29 de junho de 1919, pelo Pe. Luiz Capra.

Famílias tradicionais fizeram as primeiras doações e trinta contos de réis arrecadados foram suficientes para construir a igreja até o nível do piso. A generosidade da família Queirós dos Santos permitiu o prosseguimento da construção que consumiu a fortuna de quatrocentos contos de réis e, mais tarde, outras famílias e associações religiosas financiaram as capelas laterais e os vitrais. Os profissionais de medicina e farmácia doaram o mecanismo do relógio da torre, inaugurado no Natal de 1946 e, pelas mãos dos irmãos Bastiglia, as paredes, os altares e a capela-mor receberam a decoração que ficou pronta quando a cidade comemorava seu IV Centenário, em 1954.

Neste mesmo ano, foi desmembrado da Arquidiocese de São Paulo o território que atualmente forma a Diocese de Santo André. Com a criação desta nova Igreja Particular, foi feita da Paróquia Nossa Senhora do Carmo a Catedral Diocesana de Santo André. As pinturas da nave central e das paredes laterais foram concluídas em 1957, conforme inscrições deixadas pelos próprios autores.

Em 22 de agosto de 1958, foi feita a Consagração a Deus (Dedicação) da Igreja Catedral, lugar sagrado para o culto divino e celebração dos sacramentos. Por esse motivo, a Festa da Dedicação da Catedral em toda a Diocese é comemorada anualmente a partir desta data.