L'attuale cattedrale della diocesi tuscolana è la quinta di altre cattedrali che nei secoli passati ebbero la sede della cattedra del vescovo tuscolano, la labicana quintanense posta presso la "Statio ad Quintanas" sulla via Labicana al XV miglio, la tuscolana della Città di Tuscolo, la chiesa di Santa Maria in Monastero in Roma sul colle Esquilino e dal 1538 l'antica chiesa di Santa Maria in Vivario in Frascati.
Sennonché, col crescere della popolazione, questa chiesa divenne troppo angusta, come riferito dalla relazione del cardinale vescovo Alfonso Gesualdo, risalente al 16 ottobre 1588.
Il nuovo cardinalevescovo, Tolomeo Gallio, constatata l'angustia della parrocchiale antica, prese risoluzione di erigerne una nuova. Così sentiti il Governatore della città, il Consiglio della Comunità e papa Clemente VIII, il 24 maggio 1599. I fondi iniziali per la costruzione ammontavano a 1000 scudi versati dal papa; la fabbrica si approvvigionò poi con fondi della comunità di Frascati, da libere offerte, da prestiti con enti religiosi e privati, e dal 1608 da una tassa imposta sul vino locale venduto.
Il progetto fu realizzato dall'architettoOttaviano Nonni, detto "il Mascherino". Poiché i lavori proseguivano a rilento, per problemi economici, il cardinale vescovo Mariano Pierbenedetti nel 1608 propone alla comunità di concludere i lavori allo stato in cui sono e di coprire l'edificio per renderlo officiabile. La proposta verrà accettata e la prima messa verrà celebrata nella nuova cattedrale nel 1610. Fino ad allora erano stati spesi 8000 scudi.
In seguito ad ulteriori lavori, nel 1636 la cattedrale venne consacrata ufficialmente dal cardinale vescovo Fausto Poli; la consacrazione dell'ultimo altare minore, sito nella cappella di sant'Isidoro, avvenne nel 1680 ad opera del cardinalevescovoCybo.
Dato che la chiesa era ancora priva di facciata, la comunità di Frascati con deliberazione del 24 giugno 1696 decise di darsi da fare per la realizzazione della medesima. Venne chiamato l'architettoGirolamo Fontana per tracciare il progetto, che venne messo in opera entro il 1698, per un costo complessivo di 30.000 scudi.
Dato lo stato di decadenza della chiesa, il cardinale vescovoAntonio Maria Cagiano de Azevedo nel 1857 sollecitò pressantemente la Comunità di Frascati ad effettuare lavori, che terminarono in occasione del Sinodo diocesano del 24 maggio 1858. Nel 1908 venne risistemato il pavimento, con particolare cura per le numerose iscrizioni sepolcrali presenti sul piano di calpestio.
L'8 settembre 1943 il bombardamento alleato su Frascati, che colpì duramente l'intera cittadina, la cattedrale rimase gravemente danneggiata specialmente nella zona del presbiterio, distrutto l'organo ma le cappelle laterali delle navate subirono danni minori; per fortuna l'altorilievo del Ferrucci rimase intatto. La riedificazione dell'edificio, a cura del Genio Civile e del vescovoBiagio Budellacci, fu completata nel 1949. Il tetto della cattedrale è stato restaurato nel 1965 e la facciata nel 2002.
Il 1º marzo 1975 il papa Paolo VI annovera la cattedrale tra le basiliche minori.[1]
La pregevole facciata, a salienti, è stata eretta con pietra tuscolana estratta dalle cave di Monte Porzio Catone, Frascati e con travertino di Tivoli. Essa, è affiancata da due campanili, ciascuno dei quali dotato, sulla parte anteriore, di un orologio; mentre l'orologio del campanile di destra è a dodici ore, quello del campanile di sinistra è a sei ore.
Interno della cattedrale di San Pietro Apostolo in Frascati
L'interno della cattedrale è a croce greca, con abside quadrata sporgente in fondo alla navata centrale. L'interno originariamente era completamente affrescato, ma dopo i bombardamenti del 1943 è stato rifatto senza ornamenti, con una semplice tinta color avorio. La copertura dei due bracci del transetto e della navata è con volta a botte; quella dei quattro ambulacri, invece, è con volta a vela.