כותאיסי שימשה בימי הביניים כבירת הממלכה הגאורגית המאוחדת, עד לכיבושה של טביליסי על ידי דוד הבנאי. הקתדרלה הוקמה על ידי המלך הראשון של הממלכה, והייתה בשיאה פריחתה הקתדרלה הגדולה בגאורגיה.

כתובת על הקיר הצפוני מציינת כי הונחה שם בשנת 1103. בשנת 1692, אירע פיצוץ בקתדרלה, על ידי חיילים עות'מאנים, שפלשו לממלכת אימרתי. הפיצוץ העיף את התקרה וכיפת המבנה, והותירה את המבנה ללא כיסוי, כפי שהוא עד היום.

עבודות שימור ושיחזור, כמו גם מחקרים ארכאולוגיים, שהחלו בשנת 1952, עדיין בתהליך. בשנת 1994, קתדרלת בגרטי, יחד עם מנזר גלאתי, נכללו כאתר מורשת עולמית של אונסק"ו כיחידה אחת. בשנת 2001, שוחזרה הקתדרלה, וחזרה למצבה הראשוני של קתדרלה השייכת לכנסייה הגאורגית האורתודוקסית-אפוסטלית. בשלב זה עדיין לא משמשת הקתדרלה כמקום תפילה, אולם מושך אליו תיירים רבים. לעיתים קרובות היא משמשת כסמל העיר כותאיסי, ונחשבת לאחד ממוקדי התיירות העיקריים של העיר. הקתדרלה הוכרזה כאתר מורשת עולמית בסיכון בשנת 2010, בשל עבודות שיפוץ מקיפות שנעשו במבנה, ואשר פגעו במקוריותו ובשלמותו האדריכלית. לאחר שעניינה נדון במספר ישיבות שנתיות, ההכרזה כאתר מורשת עולמית בוטלה בשנת 2017.