Строительство этого готического собора началось в 1434 году на месте прежнего более древней сакральной постройки. Процесс строительства собора занял 457 лет, последний штрих был добавлен собору в 1891 г.
Первый камень Собора Святых Петра и Павла был заложен 14 апреля 1434 г. герцогом Бретани Иоанном Мудрым и епископом Нанта Жаном де Малеструа. На тот период работы были порчены архитектору Гийому де Даммартину, которого впоследствии заменил М. Родье. Строительство здания было начато с западного фасада.
Историки делят процесс строительства на 5 фаз. Первая имела место в период с 1434 г. по 1470 г. В тот момент были построены западный фасад и башня, южный боковой неф с часовнями и сводчатый портал с арочной колоннадой. Основания колонн напоминают колоннаду в хорах - собора Мон-Сен-Мишель. Герб герцога Жана, умершего в 1442 г. украшает лестничный пролет, ведущий на балкон над герцогским входом в храм. Своды и колокольня южной башни украшены гербом епископа Нанта, Гийома де Малеструа. Сводчатая галерея в южной части собора была выполнена в более раннем фламандском стиле.
Вторая фаза строительства храма пришлась на период с 1470 по 1490 гг. В то время были построены центральный неф, северный боковой неф и часовни, также была построена западная стена северного трансепта.
В третий период было изготовлено и вставлено витражное в огромное западное окно как подарок от Королевы Анны. В 1500 г. началась работа над сводами первого пролета центрального нефа. В период с 1508 по 1516 гг. была закончена восточная часть южного бокового нефа и часовня, было развернуто строительство южного трансепта.
Последняя фаза строительства приходится на пост-средневековье. В период с 1626 по 1630 гг. была завершена работа с главным сводом собора.
28 января 1972 года на крыше собора занялся страшный пожар, и, хотя пожарным удалось вовремя взять ситуацию под контроль, рамы были серьезно повреждены, что в результате привело к самой масштабной соборной реставрации, когда-либо осуществляемой во Франции.
В фасаде собора доминируют две башни, поднимающиеся ввысь от верхней площадки собора. Довольно простой фасад собора с лихвой компенсирован богатым интерьером, белизна отделочного камня, еще более засиявшая в ходе последних реставрационных работ, огромные размеры главного нефа и колонны, соединяющиеся в арки и образующие традиционный готический свод.
Внутри собора находятся могилы Франциска II, герцога Бретани и Маргарет из рода Фуа.