A X. század végén alapították meg Liège-ben a hét káptalan egyikeként a Szent Pál megtéréséről ("pálfordulás") elnevezett káptalant. Az akkor épített, román stílusú templomból mára nem maradt semmi. A mai, gótikus épületet az 1220-as években kezdték el építeni.

1275-re készült el a templom két vége, a mai torony alsó része, és a szentély, a felszentelés éve pedig 1289.

A XIV. században a gótika csúcsán kissé át is építették, az eredeti szentély helyére egy díszesebb került. Ezzel a templom lényegében elérte ma is látható formáját, a torony kivételével: ekkor a templomnak nem volt tornya.

Bár a közép- és újkorban többször is elöntötte a medréből kilépő Maas (franciásan Meuse), az épület nem szenvedett jelentős károkat.

A belső kialakítás is az érett gótika stílusjegyeit mutatja: csúcsíves oszlopsorok, csúcsíves ablakok és szintén csúcsíves, bordázott kőboltozat.

1794-ben a francia forradalom következményeként kitört Liège-i felkelés során lerombolták a város székesegyházát, a Szent Lambert templomot, a Szent Pál káptalant pedig istállónak használták. A francia hadsereg kivonulása után a Szent Lambertet nem építették újjá, és az újraszervezett egyházmegye székesegyháza (azaz püspöki temploma) a Szent Pál lett.

A püspökség méltatlannak tartotta, hogy a székesegyháznak nincs tornya, ezért 1811-12-ben a nyugati oldalra építettek egy új tornyot (a szürke főtömegtől színében is elütő, drapp színű rész épült a XIX. század elején), ezzel az épület elérte a mai állapotát.