Die erstmals 1146 erwähnte Pfarre Lanzenkirchen war bis etwa 1200 die Mutterpfarre des südlichen Wiener Beckens. Danach erhielt Wiener Neustadt das Pfarrrecht. Zu dieser Zeit dürfte der Bau der heutigen Domkirche als romanische Pfeilerbasilika begonnen haben, der sich über rund 80 Jahre erstreckte. Am 27. März 1279 wurde die neue Pfarrkirche unter dem Patrozinium der heiligen Jungfrau Maria und des heiligen Rupert geweiht. Das Gotteshaus bestand damals aus dem Langhaus und den beiden Türmen.
Im 14. Jahrhundert wurde die romanische Apsis mit ihren drei Konchen abgetragen und durch einen gotischen Chor sowie ein Querschiff ersetzt; zugleich wurde eine Sakristei angebaut. Ab 1469 war die Kirche Bischofskirche, wobei sich der Wirkungsbereich des Bischofs ausschliesslich auf das Stadtgebiet von Wiener Neustadt beschränkte. Der Bildhauer Lorenz Luchsperger († 1501) schuf für die Domkirche zwölf bemerkenswerte, überlebensgrosse Apostelfiguren mit ausdrucksstarken Charakterköpfen, die jeweils auf Konsolen an den Pfeilern des Hauptschiffs stehen.
Im ausgehenden 16. Jahrhundert drohte der lutherische Glaube, in Wiener Neustadt die Oberhand zu gewinnen. Der streng katholisch gesinnte Wiener Bischof und Administrator des Bistums Wiener Neustadt, Melchior Khlesl, wurde daher in die Stadt entsandt, wo er die Ausbreitung des Luthertums entschlossen und erfolgreich zurückdrängte. Khlesl stiftete die Kanzel, die auf einer massiven Säule ruht und von einem figurenbekrönten Schalldeckel überfangen wird. Ihm ist zudem ein im Chor in die Wand eingelassenes Epitaph gewidmet. Der barocke Hochaltar aus Marmor mit Figuren von Gabriele Molinarola und einem Altarblatt der Mariä Himmelfahrt von Gianbettino Cignaroli wurde 1776 errichtet.
1785 wurde das Bistum Wiener Neustadt nach St. Pölten verlegt; die Stadt wurde zur Probsteipfarre herabgestuft. Im 19. Jahrhundert erwiesen sich die 64 Meter hohen Doppeltürme als baufällig. Sie wurden 1892 abgetragen und unter der Leitung des Architekten Richard Jordan nach den ursprünglichen Plänen neu errichtet. Eine umfassende Gesamtrenovierung des Wiener Neustädter Doms wurde 1999 abgeschlossen.
Originalfenster heute in Museen
Das bemerkenswerte romanische Hauptportal an der Turmfassade entstand bereits in der ersten Bauphase im 13. Jahrhundert. Die beiden Türme tragen achteckige, vollständig aus Stein gefertigte Helme, die ihnen ein besonders markantes und massives Erscheinungsbild verleihen und sie zum Wahrzeichen der Stadt machen. Die Fenster des im 14. Jahrhundert errichteten Chors und des Querschiffs verloren im Laufe späterer Umbauten ihr kunstvolles Masswerk. Die prächtigen originalgotischen Glasfenster, die sich einst in den später vermauerten Chorfenstern befanden, werden heute in Museen in Graz, Wien, Berlin, Nürnberg, Glasgow und New York aufbewahrt. Im Hauptschiff wurde im Lauf der Jahrhunderte ein Grossteil der gotischen Ornamentik entfernt; einzig das Gewölbe ist unverändert erhalten. Masswerk findet sich nur noch an den Fenstern der Nebenchöre, darunter auch an der Kaiserempore.
Der Wiener Neustädter Dom, auch Liebfrauendom genannt, ist ein eindrucksvolles Bauwerk. Trotz des Stilgemischs aus Romanik, Gotik und Barock vermittelt er ein geschlossenes Gesamtbild und strahlt grosse Erhabenheit aus. Blickt man vom Westende des Hauptschiffs zum Hochaltar, fällt auf, dass der Chorraum – und damit auch der Hochaltar – leicht nach Süden aus der Mittelachse verschoben ist. Dieser Achsknick entstand durch den Bau des gotischen Chors und des Querschiffs.
Neben den zwölf Apostelfiguren schmücken weitere bedeutende Bildhauerarbeiten das Innere des Doms. Dazu zählen eine Verkündigungsgruppe am vorderen Ende des Hauptschiffs mit Erzengel Gabriel und Maria sowie ein Schmerzensmann von Thomas Strayff (um 1472) am ersten Pfeiler der linken Seite. Eine qualitätvolle Holzskulptur des gemarterten heiligen Sebastian am zweiten Pfeiler rechts ist keinem Künstler zuzuordnen. Die prächtige frühbarocke Nischenbüste an der rechten Chorwand zwischen dem reich geschnitzten Chorgestühl und dem Hochaltar, die Melchior Khlesl darstellt, wird dem italienischen Barockarchitekten Gian Lorenzo Bernini zugeschrieben.
Die Barockisierung des Doms wurde insgesamt zurückhaltend umgesetzt, da sich die Seitenaltäre in den Seitenschiffen befinden und dem unmittelbaren Blick des Betrachters zunächst entzogen sind. Lediglich der Hochaltar verweist auf den ersten Blick deutlich auf die Umgestaltung im 18. Jahrhundert.