W 1642 r. z woli Władysława IV wybudowano mały drewniany kościół pijarów pod wezwaniem św. Pryma i Felicjana[2]. W 1651 r. pijarzy umieścili w nim relikwie męczenników. Przywiózł je z Rzymu dla Władysława IV członek rodziny Ossolińskich.
17 lipca 1701 r. dokonano konsekracji kościoła (po odbudowie według projektu Józefa Fontany) pod wezwaniem Matki Bożej Zwycięskiej i świętych Pryma i Felicjana. Poświęcił go biskup poznański Mikołaj Stanisław Święcicki. W ołtarzach znajdowały się dzieła Szymona Czechowicza i J. B. Plerscha. Szczególnym kultem otoczone były relikwie dwóch rzymskich męczenników, Pryma i Felicjana, a także przywieziony z Rzymu wizerunek Najświętszej Maryi Panny znany jako Matka Boża Łaskawa Patronka Warszawy w kościele o.o. jezuitów przy ul. Świętojańskiej.
Społeczeństwo warszawskie w geście buntu przeciw represjom wobec pijarów ułożyło wierszyk:
Poczekajcie no kopułki,
Przyjdą jeszcze z Francji pułki,
My nie chcemy obcej wiary,
Wróci nasza i pijary.
Sobór był czynny w latach 1837−1915[7]. W grudniu 1916 okupacyjne władze niemieckie zwróciły świątynię Kościołowi rzymskokatolickiemu[8]. Arcybiskup Aleksander Kakowski przekazał ją w użytkowanie wojsku[9]. 5 lutego 1919 papież Benedykt XV powołał biskupa Stanisława Galla na biskupa polowego Wojska Polskiego. W latach 1923–1927 przywrócono pierwotną barokową architekturę według projektu prof. Oskara Sosnowskiego. W okresie okupacji kościół należał do niemieckich katolików i ich duszpasterzy.
Podczas II wojny światowej kościół uległ zniszczeniu w ok. 40%[11]. Został odbudowany w latach 1946–1960 według projektu Leona Marka Suzina. Następnie został przekazany generalnemu dziekanowi Wojska Polskiego. Władze komunistyczne zlikwidowały ordynariat polowy, toteż katedra była „polowa” tylko z nazwy.
21 stycznia 1991 r. opublikowano bullę nominacyjną biskupa polowego Wojska Polskiego i dekretów Kongregacji do Spraw Biskupów. Przyczyniło się to do powrotu Ordynariatu Polowego. Świątynia uzyskała status katedry polowej Wojska Polskiego pod wezwaniem Najświętszej Maryi Panny Królowej Polski.
Kaplica Katyńska w katedrze polowej została zbudowana w celu upamiętnienia męczeństwa obywateli RP – więźniów i jeńców wojennych, tragicznie zamordowanych w 1940 przez NKWD. Na ołtarzu kaplicy umieszczono obrazek Matki Bożej Katyńskiej (relikwię bezpośrednio związaną z losami polskich oficerów i policjantów zamordowanych przez NKWD).
W kaplicy znajduje się 15 tys. tabliczek, na których widnieją nazwiska ofiar Katynia, Charkowa i Miednoje. Umieszczono tam także tabliczki bezimienne (7 tys.).
Równolegle do kaplicy Katyńskiej, po lewej stronie od głównego wejścia, znajduje się kaplica Matki Boskiej Ostrobramskiej, poświęcona w 2005. Autorami kolorowych ceramicznych płaskorzeźb w kaplicy (nazywanej także kaplicą Lotników) są Lech i Piotr Grześkiewiczowie.
W podziemnym muzeum (wejście przy kaplicy Katyńskiej), otwartym w grudniu 2010, prezentowane są dzieje oręża polskiego i martyrologii wojennej oraz rola ordynariatu polowego w działaniach na rzecz obrony państwa i walki o niepodległość[13].
Na listę zabytków wpisane są obiekty (według rejestru NID[1]):
zespół klasztorny pijarów, ul. Długa 13, ul. Miodowa 26:
kościół MB Królowej Korony Polskiej, nr rej.: 66/1 z 1.07.1965
klasztor, ob. kamienica, nr rej.: 66/2 z 1.07.1965
W katedrze znajdują się drzwi spiżowe według projektu Andrzeja Renesa, na których umieszczone są najważniejsze sceny bitewne z historii Polski. Nad tabernakulum stoi figura Matki Bożej Królowej Polski, która ocalała podczas wojny. 15 sierpnia 1994 r. biskup polowy generał dywizji doktor Sławoj Leszek Głódź okrył ją „płaszczem hetmańskim” z wyszytymi odznakami pamiątkowymi Sił Zbrojnych RP. Z tyłu za figurą znajdują się odznaczenia wojskowe, a po prawej stronie organy z drugiej połowy XIX wieku. Wnętrze ozdabiają obrazy autorstwa Michaela Willmanna. Z lewej strony kruchty znajduje się kaplica Matki Bożej Miłosierdzia, zwana też kaplicą Pamięci, a po prawej kaplica Katyńska.
Znajdujące się w katedrze organy zostały zbudowane na bazie organów Ignatiusa Mentzla z 1724–1729, znajdujących się pierwotnie w kościelełaski w Kamiennej Górze, po II wojnie światowej zdemontowanych i przewiezionych do Warszawy. Z uwagi na duże zmiany w stosunku do pierwotnego układu organów oraz dużą dowolność, z jaką dokonano montażu, trudno mówić o tożsamości obecnego instrumentu z pierwotnym.
Pochowani w kościelnych kryptach do 1834
W kościele Matki Bożej Zwycięskiej i świętych Pryma i Felicjana przy ul. Długiej do czasu przejęcia przez cerkiew prawosławną (1834) spoczywali:
↑Piotr Paszkiewicz: Pod berłem Romanowów. Sztuka rosyjska w Warszawie 1815–1915. Warszawa: Instytut Sztuki Polskiej Akademii Nauk, 1991, s. 56. ISBN 83-900047-7-1.
↑Kirył Sokoł, Aleksander Sosna: Cerkwie w centralnej Polsce 1815–1915. Białystok: Fundacja Sąsiedzi, 2011, s. 138. ISBN 978-83-931480-2-8.
↑Piotr Paszkiewicz: Pod berłem Romanowów. Sztuka rosyjska w Warszawie 1815–1915. Warszawa: Instytut Sztuki Polskiej Akademii Nauk, 1991, s. 55, 58. ISBN 83-900047-7-1.
↑P. Paszkiewicz: Pod berłem Romanowów. Sztuka rosyjska w Warszawie 1815-1915. Warszawa: Instytut Sztuki PAN, 1991, s. 59.
↑Violetta Wiernicka. Sobór przy Długiej. „Stolica”, s. 44, styczeń−luty 2024.
↑Krzysztof Dunin-Wąsowicz: Warszawa w czasie pierwszej wojny światowej. Warszawa: Państwowy Instytut Wydawniczy, 1974, s. 233.
↑Krzysztof Burek: Katedra Polowa Wojska Polskiego w Warszawie. Kraków: Oficyna wydawnicza Parol, 1995, s. brak numeru stron (w całej publikacji).
↑Robert Bielecki: Długa 7 w powstaniu warszawskim. Warszawa: Naczelna Dyrekcja Archiwów Państwowych, 1994, s. 17.
↑Karol Małcużyński, Wacław Wojnacki: Zwiedzamy nową Warszawę. Warszawa: Spółdzielczy Instytut Wydawniczy „Kraj”, 1950, s. 77.