La iglesia principal de Ciego de Ávila está dedicada a San Eugenio de la Palma, patrón de la ciudad. La primera edificación religiosa fue inaugurada en 1804, en la esquina sureste del actual Parque Martí. Aquella estructura original, construida con guano y madera, fue destruida por un incendio y posteriormente reconstruida en el mismo sitio.

En 1890, se erigió una nueva iglesia, de mayores dimensiones, en el lugar donde se ubica actualmente. Esta fue remodelada en 1913, momento en el que adoptó un estilo ecléctico con la incorporación de un atrio y una torre con campanario. Sin embargo, dicha iglesia fue demolida en 1947, para dar paso al edificio actual.

La Catedral de San Eugenio de la Palma, tal como se conoce hoy, fue inaugurada en el año 1951. Su arquitectura responde al estilo del protorracionalismo, con notables influencias art déco. En 2006, el templo fue elevado oficialmente a la categoría de catedral.