La catedral fue construida entre 1875-1898 en la comuna Luu Phuong, en el distrito de Kim Son, a 120 Km. de Hanoi.

La catedral esta edificada en un área de 8 hectáreas, consiste en varias estructuras. La estructura más grande es la propia catedral que fue construida en 1891. Con unas dimensiones de 80 metros de largo por 24 m de ancho y 18 metros de alto, está apoyada en 48 columnas de madera con casi 2.4 metros de perímetro. En el lateral hay 14 bajo relieves de piedra que representan la vida de Jesús Cristo. Un molde grande de la campana de 1890, que pesa casi 2 toneladas se encuentra en la torre de la campana. La fachada de la catedral hace frente a una charca 1.5 hectáreas dominada por una estatua de 3 metros de Cristo Rey en el islote.

En ambos lados de la iglesia están cuatro iglesias más pequeñas de diversos estilos. En la extremo de la esquina norte hay tres cuevas de piedra. La más hermosa de estas cuevas es la cueva baja Duc. La catedral de Phat Diem es el centro del Catolicismo de Vietnam del norte y también un sitio turístico que atrae a visitantes extranjeros y nacionales.

En 1889 se construyó el palacio Corazón de María con 15 metros de largo por 9 metros de ancho, fue construido totalmente en piedra.

La catedral de Phat Diem no ha cambiado mucho desde que Graham Greene describió en su obra “el americano impasible” sus pilares gigantes hechos de un solo árbol y el trabajo lacado del altar, más budista que cristiano. De hecho, sus azoteas con múltiples gradas con 48 columnas en madera encaladas (la más grande de las cuáles pesan siete toneladas), Phat Diem es todo lo contrario a una catedral europea. Los ángeles de piedra de la revelación pasan por alto dragones tallados en la campana, que está acompañada de un gongo de cobre gigante de color amarillo.

En el área que rodea a está catedral hecha de piedra y madera, está salpicado de cultivos de arroz. La catedral de Phat Diem fue diseñada por un sacerdote vietnamita, conocido como el padre Sau entre 1875 y 1899, el padre Sau reunió a la población local para construir la catedral, cinco capillas laterales, tres grutas artificiales, un lago artificial y una torre de la campana forman el conjunto. Él murió el mismo año en que el complejo fue acabado.