Католическата катедрала „Св. Лудвиг” е построена от брациговски майстор по проект на италианския архитект Алфонсо и наподобява римските трикорабни базилики. Храмът е построен през 50-те години на 19 век по времето на апостолическия наместник Андреа Канова. Осветена е на 25 март 1861 г. Тук през 1861 е монтиран първият в България орган, който по-късно е заменен с по-голям. Камбанарията и изградена през 1898 и е оборудвана с 5 камбани, подарък от папа Лъв XIII.

През 1931 стихиен пожар силно поврежда храма и унищожава органа. След пожара, в който изгаря дърворезбения таван на средния кораб на катедралата, цялата църква “Свети Лудвиг” е преустроена. Изписана е от художника Кръстьо Стаматов. Настоящата неокласическа фасада е дело на архитект Камен Петков. На 8 май 1932 година катедралата “Свети Лудвиг” е отново осветена.

През 1991 е монтиран нов тръбен орган с 12 регистъра.

В дясната част на катедралата се намира надгробието на българската княгиня Мария Луиза - първа съпруга на Фердинанд ,майка на Борис III и баба на Симеон II Сакскобургготски.

Княгиня Мария Луиза била дълбоко свързана с Пловдив и често отсядала в града с благотворителни мисии. Княгинята, италианка по произход, била изключително вярваща и поддържала силна духовна връзка с Римокатолическата църква, неин кръстник бил самият папа Пий IX и при посещенията си в града била чест гост на пловдивския епископ.

 Мария Луиза умира на 31.01.1899 год. от простуда малко след раждането на четвъртото си дете - принцеса Надежда. Нейният саркофаг е дело на известния италиански скулптор проф. Т.Джентиле и под него са изписани последните й думи към Фердинанд: „Умирам, но от небето ще бдя над Вас, над децата ни и над България“.