Строительство собора началось в 1856 году епископом Францем-Йозефом Рудиджиером. Первый камень был торжественно заложен в 1862 году. В 1924 году епископ Йоханнес Мария Гфолнер освятил построенное здание собора.

Новый Кафедральный собор является самой крупной церковью в Австрии, но не самой высокой. Изначально планировалось сделать шпиль собора выше, однако, такой проект не был утвержден, потому что в Австро-Венгрии в то время ни одно здание не могло было быть выше собора Св. Стефана в Вене. В связи с этим шпиль собора в Линце сделали короче на 2 метра, чем у венского собора. Его высота составляет 133 метра.

В архитектуре собора особого внимания заслуживают витражи окон. Наиболее известными являются витражи, изображающие историю Линца, а также те, что содержат портреты различных спонсоров строительства церкви. Во время Второй мировой войны несколько окон, особенно в южной части собора, были повреждены. Вместо того чтобы восстановить оригинальные окна, они были заменены витражами, отображающими современное искусство.

В соборе Непорочного Зачатия 9 колоколов. Два старых колокола, которые были подняты 29 сентября 1869 года и по-прежнему находятся на своем месте. Другие 7 колоколов - более позднего периода.