A város életének meghatározó központja már évszázadok óta a görög katolikus székesegyház. Sokan a városban nem is tudják, hogy hivatalosan az Istenszülő templomba vezetése nevet viseli. A 17. században emelt templomból mára már nem sokat látni, főként azért, mert a székesegyház restaurálását 2004-ben fejezték be. Így ma teljes pompájában kívül-belül megújulva hirdeti Isten mindenhatóságát.
A mai műemlék templomot 1752-53-ban építették át legelőször, ekkor kapta meg barokk vonásait. Az építkezéseket Bacsinszky András főesperes irányította. A sok munkácsi kőműves sokáig dolgozott a templom építésén, azonban a 24 m magasra törő tornyot mégsem sikerült hosszú életűre készíteni. 1857-ben ugyanis öt ölnyi részt le kellett bontani a toronyból, mivel a szél ledöntötte. Az egyhajós templom legközelebb 1868-76 között fejlődött tovább. Ekkor felújították és átépítették sokat látott tornyát, és háromhajós bazilikává fejlesztették. Ekkor kapta romantikus jegyeit. Azóta is ez az alak maradt a meghatározó, és 2002-2004-ben újították fel ismét a székesegyházat. A hajdúdorogiak között elterjedt az a szóbeszéd, hogy a templom 48 m magas tornyát úgy építették, hogy azt a város minden részéről lehessen látni.
A püspöki székesegyház legértékesebb része a templom belsejében található: az oltárt és a három hajót egy kb. 15 m magas ikonosztázion választja el egymástól. Az 54 ikonból épített fal a 18. század végén készült. A több mint 200 éves ikonokat 2004-ben restaurálták. A gazdagon aranyozott ikonosztáziont kutatók szerint az ismert ikonfestő, Jankovics Miklós készítette. A nagy értékű festmények közül kiemelkedik a diakónusi ajtókon lévő Szent Mihály és Gábriel arkangyal portréja. Az ikonosztázion mellett a faragott püspöki szószék oldalát, és a püspöki széket is nagy értékű festmények díszítik.