Sa construction a débuté en 1854 pour s'achever en 1999 par une façade très moderne et sobre, grise à l'extérieur et orange translucide à l'intérieur.
Simple chapelle votive à l'origine, le pape Pie X lui confère le titre de basilique mineure en 1904. Le 25 octobre 1913, l'archidiocèse de Cambrai est divisé en deux pour donner naissance au diocèse de Lille et Notre-Dame de la Treille devient cathédrale. En 2008, Lille est élevée au rang d'archevêché et Notre-Dame de la Treille devient cathédrale métropolitaine, siège de l'archevêque qui a autorité sur les diocèses d'Arras, Cambrai et Lille.
Elle fait l’objet d’une inscription au titre des monuments historiques depuis le 2 mars 2009 (Wikipédia)
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