Viborg Katedralskole blev oprettet, efter at byen omkring år 1060 var blevet bispesæde, og der dermed blev brug for at uddanne unge mænd til kirkelig tjeneste. Der er tvivl om stiftelsesåret, men skolen har selv valgt at regne med år 1100. Skolens rektor var udpeget af biskoppen, og han var samtidig præst i en af sognets kirker. Sankt Kjeld siges at have været den første leder af skolen.
I begyndelsen havde skolen, der også kaldes for Viborgs Middelalderlige Katedralskole, til huse ved bispegården og Viborg Domkirke, men den flyttede i begyndelsen af 1500-tallet til Skolestræde 2. Undervisningen var på latin og bestod af bibellæsning, salmesang og bønner.
Efter Reformationen fortsatte skolen som en latinskole for drenge.
I 1772 flyttede den ind i Sct. Mogens Gade 1, som var bygget om til skole. Bygningen, der er opført på en tomt efter bybranden i 1726, var oprindelig en stor gård. Foruden skole blev der indrettet boliger for rektor, vicerektor og fire ugifte lærere. I 1783 blev en nabogrund, senere kendt som Latinerhaven, lagt ind under skolen.
I perioden 1866-92 var Hans Henrik Lefolii rektor for Katedralskolen. Han var stærkt inspireret af N.F.S. Grundtvigs tanker og stod for en række ændringer, der dengang var opsigtsvækkende, men sidenhen indgik som en del af gymnasieundervisningen. Blandt andet afskaffede han den daglige karaktergivning og lagde stor vægt på undervisning i dansk, litteratur, gymnastik og sang. Han fik også indført sløjd og flere typer af sport som roning, kricket, fodbold og dans. I det hele taget forsøgte han at skabe en helhed i undervisning for børn og unge på alle trin af skolen i lighed med den moderne enhedsskole. Hans tanker om folkeopdragelse gjorde, at elever, der først kom sent i gang med skolegangen, godt kunne komme ind på skolen. Han argumenterede også for, at valg af fremtiden i form af studier og arbejde i det hele taget skulle vente, til de unge var modne til det.
Med en bevilling på Finansloven blev en ny skole i 1920’erne bygget i nyklassicistisk stil efter tegning af Hack Kampmann. Den stod færdig i 1926 og blev senere fredet.
Anlægget omkring Viborg Katedralskole indviet i 1926 kan synes ret enkelt, men bearbejdningen af det faldende terræn giver en storslået havekunstnerisk oplevelse, når man står på stedet. Dobbelte rækker af mægtige, fuldkronede lindetræer omgiver skolebygningen, så der dannes to helt præcise rum til boldspil på hver side. Mod øst afgrænser en dobbelt søjlegang den flisebelagte skolegård i bygningens midte. Herudfor optager en mur i hele bygningens længde et terrænspring på flere meter til boldbanen. G.N. Brandt skabte i 1920’erne og 1930’erne flere andre klassisk enkle, men meget rumskabende haveanlæg.
