Miejsce, w którym stoi Katedra Polowa WP, jest od trzystu lat poświęcone Bogu. Z woli króla Władysława IV w 1642 r., zakon Pijarów wybudował tu niewielki drewniany kościółek pw. Matki Bożej Zwycięskiej. Podczas wojen szwedzkich kościółek spłonął. Król Jan Kazimierz rozpoczął budowę murowanego kościoła. Przepiękny barokowy kościół pw. Matki Bożej Zwycięskiej i świętych Pryma i Felicjana, według projektu Jakuba Fontany, poświęcił biskup poznański Mikołaj Święcicki 17 lipca 1701 r. Szczególnym kultem w pijarskiej świątyni otoczony był obraz Matki Bożej Łaskawej oraz relikwie dwóch rzymskich męczenników Pryma i Felicjana. Po klęsce Powstania Listopadowego władze carskie zemściły się, nakazując zakonnikom opuszczenie klasztoru i kościoła przy ul. Długiej. Od 1834 r. pijarska świątynia stała się Katedrą prawosławną diecezji warszawskiej pw. Najświętszej Trójcy. Kościół przebudowano i zaadaptowano do liturgii prawosławnej.
Defilada powstańczych oddziałów przed frontonem katedry polowej, 6 sierpnia 1944 r.
Wraz ze zmartwychwstaniem Polski po 123. latach zaborów kościół przy Długiej stał się ponownie świątynią katolicką. 5 lutego 1919 r. Papież Benedykt XV mianował sufragana warszawskiego biskupa Stanisława Galla pierwszym w dziejach Rzeczypospolitej Biskupem Polowym Wojska Polskiego. Barokowy kształt, według projektu prof. Oskara Sosnowskiego, kościół odzyskiwał w latach 1923–1927. Przebudowaną świątynię konsekrował Biskup Polowy Stanisław Gall 12 marca 1933 r.
Podczas II wojny światowej w murach Katedry Polowej WP działał szpital powstańczy, który został zbombardowany przez Niemców 20 sierpnia 1944 r.
Przed frontonem katedry polowej 6 sierpnia 1944 odbyła się jedyna defilada powstańczych oddziałów. Władze komunistyczne powołały do życia namiastkę duszpasterstwa wojskowego – Generalny Dziekanat. Dziekan Generalny pełnił funkcje administracyjne z delegacji Ministerstwa Obrony Narodowej. Kościół został odbudowany z wojennych zniszczeń, ale garnizonowym pozostał jedynie z nazwy.
21 stycznia 1991 r. Jan Paweł II mianował Biskupa Polowego oraz przywrócił Ordynariat Polowy Wojska Polskiego. Dzisiaj w Katedrze Polowej WP pw. Najświętszej Maryi Panny Królowej Polski, matce wszystkich kościołów garnizonowych, Biskup Polowy wraz z prezbiterium Ordynariatu Polowego WP prowadzą regularną pracę duszpasterską w szeregach Wojska Polskiego. Jest to również świątynia, która staje się miejscem ważnych wydarzeń w życiu narodu. Stąd w pierwszych ławach, zwanych w tradycji kolatorskimi, zasiadają często pierwsi włodarze Najjaśniejszej Rzeczypospolitej.
Katedra Polowa dzisiaj.
W latach 2008–2014 w katedrze przeprowadzono przebudowę, modernizację i konserwację wnętrz obejmujące przestrzeń: prezbiterium, nawy głównej, ołtarzy bocznych, Drogi Krzyżowej, kaplicy Matki Boskiej Ostrobramskiej, organów, pary snycerskich skrzydeł późnogotyckiego tryptyku oraz w podziemiach katedry wybudowano krypty. Ponadto wykonano nowe nagłośnienie, wentylację mechaniczną i oświetlenie.
26 maja 2014 r. Biskup Polowy Wojska Polskiego Józef Guzdek konsekrował nowy ołtarz oraz poświęcił odnowioną Katedrę Polową Wojska Polskiego.