Culturalmente, la advocación del templo nos lleva a un turismo europeo de época, las peregrinaciones a Compostela del Medievo. El nombre de la iglesia es fruto de la cultura jacobea anterior a la fundación de Bilbao, tal vez anterior al siglo XI.
La iglesia gótica actual, que se erige sobre una ermita original, inicia su construcción en el último tercio del siglo XIV. Consta de tres naves, sostenidas por seis pilares, claustro y pórtico. Tiene girola con corona capillar.
El Coro fue iniciado en 1404 y a finales del XVI estaba construido el Claustro, en gótico florido. En 1581 se construye el Pórtico Sur y en 1596 la Portada del Angel que da a la calle correo. La actual fachada y torre fue construida en 1885.
La iglesia de Santiago alcanza el rango de Catedral en 1950.
Actualmente, la catedral se encuentra cerrada debido a que está inmersa en un completo proyecto de restauración que incluye, tanto interior como exteriormente, desde la cimentación hasta la torre. Está prevista la instalación de un nuevo orgáno, nuevas campanas y abrir al público el Claustro del Angel y la Cripta que ocupa el lugar de la primitiva iglesia del siglo XIV acogiendo los muros de la misma.
La reinaguración está prevista para mediados del año 2000.