El obispo Sisebuto consagró la iglesia el año 819 (siglo IX), pero fue cuando el conde de Ribagorza Ramón II (h.950-970) consiguio la independencia de la Ribagorza cuando se logró la diócesis propia (1/12/956) segregandola de la diocesis de Urgel. Su primer obispo fue el hijo del Conde Ramón II y su esposa Garsenda de Fesensac, quien la consagró a San Vicente el 17 de noviembre de 957.Esta Catedral fué destruida en 1006 por Abd-al-Malik (hijo de Almanzor). Con los materiales de ella se construiría el nuevo edificio catedralicio.
Los ribagorzanos en el 1017 decidierón construir una nueva y encomendarón las obras a un equipo de maestros lombardos. Cuando apenas la obra lombarda comenzaba a hacerse visible, sus constructores se vierón reemplazados por un equipo de maestros navarros que continuarón los trabajos según normas distintas. Sancho III Garcés el Mayor (1000-1035) rey de de Navarra habia conquistado el condado y ello provocó que dejase de existir Ribagorza como territorio independiente. En el año 1030 el obispo Arnulfo volvió a consagrar el templo esta vez bajo la advocación de San Vicente y San Valero.
Este obispo sería el que mandaría traer los restos de San Valero a la nueva Catedral, de ahí que se erigiera con esa doble advocación. El nombre del maestro que realizó la nueva Catedral se desconoce pero varios autores citan un nombre: Bradilano o Bradila, también conocido como el maestro de Roda.Tras la conquista de Barbastro se traslada la sede del obispado. A partir de entonces se llamó obispado de Roda-Barbastro. Más tarde Ramón Berenguer IV, conde de Barcelona y principe de Aragón llevó la sede episcopal a Lérida tras ser conquistada esta a los musulmanes en el 1149, perdiendo Roda la condición de sede episcopal.
Lo más destacado de la Catedral es la existencia de una gran cripta bajo el suelo de la cabecera. En realidad son tres criptas: la central y la situada en el lado del evangelio (izquierda) ocupan el espacio comprendido bajo el ábside y el primer tramo del templo, mientras que la cripta del lado de la epistola (derecha) ocupa sólo el espacio inferior del ábside correspondiente.
Esta curiosa disposición da como resultado que el templo se divida en dos espacios claramente definidos: la cabecera y presbiterio sobreelevado sobre la nave central, y el resto del templo al mismo nivel que la cripta.El Altar Mayor del templo se sustenta en cuatro figuras de ángeles con los simbolos del tetramorfos o de los cuatro evangelistas. En uno de los muros laterales del ábside central encontramos una imagen románica de San Juan, único resto que se conserva de un antiguo Calvario que fue quemado en la Guerra Civil Española.
La pieza más codiciada, es la silla de San Ramón (siglo IX) , construida en madera de boj de Toulouse, se encuentra a los pies de la nave de la epistola protegida por un cristal. Junto a ella se encuentran las sandalias, un guante y la mitra de San Ramón que fueron sacadas del sarcófago.
La silla de San Ramón fue robada por Eric el Belga en diciembre de 1979 y devuelto por él mismo años mas tarde, aunque eso si despues de haber sido troceado para sacarlo de España, ya que esta silla se considera el mueble más antiguo de los que se conservan. Una estructura de metacrilato reconstruye las partes que no han podido ser recuperadas y devueltas a este templo.Destacan también el órgano, construido en 1653 (siglo XVII) y que con las debidas reparaciones se encuentra en la actualidad en perfecto estado de funcionamiento. La caja del mismo es obra de Juan Busin.
El coro se encuentra situado a los pies de la iglesia, bajo el órgano. Es de madera de nogal, de un sólo orden de asientos y con respaldos. En forma de U, ocupan los tres muros de la pared donde ser inserta. De estilo renacimiento fue terminado en 1720 (siglo XVIII).
