C’est le roi Louis XV, alors propriétaire du château de Choisy, qui posa la première pierre de l’Eglise Saint Louis-Saint Nicolas le 4 juillet 1748. Son premier architecte, Jacques lV Ange Gabriel, en avait dressé les plans selon les exigences du roi, afin que cette nouvelle église fut “royale et paroissiale“ à la fois.
C’est le 21 septembre 1760 que la nouvelle église fut solennellement consacrée par Monseigneur de Beaumont , archevêque de PARIS, et par 12 évêques représentant les 12 apôtres, en présence du roi, de la reine. de la famille royale, des seigneurs et dames de la cour ainsi que d’une grande partie de la population. Les croix dorées sur fond bleu peintes sur les 14 piliers symbolisent les marques du saint chrême utilisé pour cette consécration.
La décoration de l’église fut enrichie au fil des ans par le travail de nombreux artistes, peintres et sculpteurs, et aussi grâce à la générosité de nombreux donateurs, notamment la famille Boulanger. Mais la Révolution en a pillé de nombreuses richesses, le temps a passé, et l’église a retrouvé progressivement une simplicité recommandée par le concile Vatican ll, mieux en phase avec les souhaits des moines bénédictins alors en charge de la paroisse. La rénovation intérieure, effectuée en 2007, lui a redonné aujourd’hui une beauté et une harmonie qui frappent le visiteur.
Elevée à la dignité de cathédrale lors de la création du diocèse de Créteil en 1966, elle en a perdu la fonction depuis 1987, suite à la construction de la cathédrale Notre-Dame de Créteil, mais elle en a gardé le titre.
Elle fut classée Monument Historique le 7 novembre 1975.