Projekat je djelo Josipa Vancaša, mađarskog arhitekte koji je inspiraciju za Sarajevsku katedralu pronašao u katedralama Notre Dame u Dijonu i Teyn u Pragu.

Ipak, zahvaljujući njegovom osebujnom talentu Sarajevska katedrala je sasvim nova i autentična građevina, koja se odlično uklopila u okruženje, sa Gazi Husrev-begovim hamamom (danas Bošnjačkim institutom) u pozadini.

Unutrašnjost crkve je bogato ukrašena, a za freskoslikarstvo je bio zadužen čuveni italijansko-njemački slikar Alexander Maximilian Seitz.

U Katedrali Srca Isusova nalazi se grobnica Josipa Štadlera, vrhbosanskog nadbiskupa sa početka 20. stoljeća, koji je i inicirao gradnju ovo bogomolje.

Ispred ulaza u crkvu postavljen je spomenik papi Ivanu Pavlu II, koji je 1997. godine posjetio Sarajevo i iz glavnog grada BiH, netom po završetka rata, poslao poruku mira i tolerancije.