Lorsque les Portugais s'établirent sur la côte de Coromandel au début du XVIe siècle, ils s'emparèrent du petit village de Mylapore, près duquel avait été érigé un petit sanctuaire gardé par des musulmans qui abritaient la sépulture de l'apôtre Thomas. Aujourd'hui, San Thomé et Mylapore sont deux quartiers de Chennai.

La cathédrale actuelle, un ample vaisseau néogothique dominée par une flêche qui culmine à 50 mètres du sol, a été construite à la toute fin du XIXe siècle, 1896 pour être précis et a été rénovée en 2006. La tombe de saint Thomas se trouve dans une crypte à la croisée du transept et est accessible par un bâtiment séparé à l'extérieur de l'église.