En la conquista de Algeciras, el 28 de Marzo de 1344 de manos de Alfonso XI, éste mando consagrar el edificio donde se ubicaba la Mezquita Mayor bajo la advocación de Santa María de la Palma. En ese mismo año se crea la diócesis de Algeciras por orden de Clemente VI, dotándola de un número determinado de canónigos. Quedó así la antigua mezquita convertida en la iglesia catedral de la ciudad. Con la destrucción de la ciudad en 1379, desapareció la antigua iglesia-catedral, pero con la repoblación del s. XVII, se hizo necesaria la construcción de un nuevo templo de culto cristiano que sería dedicado igualmente a Ntra. Sra. de la Palma. Las obras comenzaron en 1723, acabando 13 años después. En un principio, la iglesia constaba tan solo de tres naves, añadiéndosele las de las Ánimas y del Sagrario entre 1792 y 1795, quedando finalmente constituida por cinco naves más el crucero. La nave central consta de cuatro tramos separados por arcos fajones. La cúpula central del crucero descansa sobre cuatro anchos pilares de base cuadrada, rematados con capiteles que imitan toscamente el estilo jónico. Fue entre 1795 y 1805 cuando se realizaron las últimas reformas con la magnífica torre, proyectada por Pablo Casaus que se ha convertido en el emblema de este templo.

La Iglesia permanece normalmente abierta al público y puede ser visitada. es sede canónica de la cofradía del Nazareno y Santo Entierro.

Cabe destacar que para la construcción de la torre de la iglesia se extrajeron sillares de las murallas mdeiavales que rodeaban la ciudad. Los Cantareros que realizaban sillares solían grabar sobre los mismos una marca personal con objeto de que su trabajo fuese remunerado. Dichas marcas, coincidente con las halladas en la Avenida Blas Infante, todavía pueden ser apreciadas en algunos de los sillares del primer cuerpo de la torre. Se han encontrado más de cien marcas de cantero diferentes