Die Gründung der Stadt Innsbruck geht auf das Jahr 1180 durch Graf Berchtold III. von Andechs zurück. Im Tauschvertrag mit dem Kloster Wilten wurde die Entstehung eines neuen Marktes am rechten Innufer ermöglicht. Darin wird auch die zukünftige Kirche „ecclesia in foro“ erwähnt. Man vermutet deren Existenz bereits 1181. Ihr Schutzpatron dürfte schon ab diesem Zeitpunkt der hl. Jakobus der Ältere gewesen sein, da der neue Markt eine wichtige Zwischenstation war.

Erstmals erfährt man von der Jakobskirche in Innsbruck in einem Ablaßbrief von 1270. Die älteste Ansicht dieser gotischen Kirche ist uns auf einer Zeichnung Albrecht Dürers von 1494/95 überliefert (Albertina, Wien). Eine weitere Darstellung finden wir im Schwazer Bergwerksbuch 1556.

Der Neubau der Pfarrkirche 1717-1724
Ein Erdbeben von 1689 machte die teilweise Abtragung des Turmes notwendig. Den Neubau einer barocken Kirche forcierte der damalige Gubernator Karl Philipp von der Pfalz, der sich für dieses Vorhaben bei der kaiserlichen Regierung in Wien Gehör verschaffen konnte. Die Baupläne von Johann Jakob Herkomer fanden dort allgemeine Zustimmung. Nachdem Johann Georg Fischer nach dem Tod Herkomers beträchtliche Veränderungen an den Bauplänen vornahm konnte der Bau 1724 vollendete werden. Am 9. September konnte der Brixner Fürstbischof Caspar Ignaz Graf Künigl die Kirche einweihen. 

Die Deckenfresken
Bemerkenswert sind die Deckengemälde und die Stukkaturen, die 1722/23 von den Brüdern Cosmas Damian Asam und Egidius Quirinus Asam ausgeführt wurden. Sie nehmen programmatisch Bezug auf die Legende des Heiligen und Kirchenpatrons Jakobus des Älteren. Vom Haupteingang des Domes kommend:
Jakobus - vor Gottvater im Himmel - als Fürsprecher für Innsbruck, Tirol, Österreich und Kirche.
Christus überreicht Jakobus die Krone. Jakobus bittet für leidende Menschen. Unter dem Symbol des Hl. Geistes (Taube) weist Jakobus auf Maria und stellt sie als Hilfe der Christen dar.
Ganz oben das Symbol der Heiligsten Dreifaltigkeit. In der Kuppel: Jakobus als Anführer der christlichen Heere. 

Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden die Deckenfresken aufgrund von Fotografien durch Paul Rechendorfer, Toni Kirchmayr und Wolfram Köberl ergänzt. Das Fresko über dem Hochaltar malte zur Erinnerung an die Bombardierung und Wiederherstellung des Domes der Künstler Hans Andre. Von ihm stammen auch die Statuen der Tiroler Heiligen an der Außenfassade der Kirche.

Die Restaurierungsarbeiten im Dom
Eine erste umfassende Restaurierung erfolgte in den Jahren 1884 - 1891 unter dem Dekan Johann Kometer. Nach einer Feststellung von Propst Dr. Weingartner in der Festschrift zum Zweihundertjahr-Jubiläum (1924) handelt es sich hier um eine in Tirol erstmals rücksichtsvollere Behandlung barocker Kunstdenkmäler.
Ein weiterer Meilenstein war die Renovierung nach einem schwerwiegenden Fliegerangriff am Samstag, 16. Dezember 1944 in Innsbruck, bei dem zwei Bomben in das Kircheninnere fielen. Das Gewölbe des südlichen Querschiffes wurde eingeschlagen, die Kanzel zertrümmert und große Wasserschäden taten das übrige. Bald nach Kriegsende begann man mit dem Wiederaufbau, der erst 1950 abgeschlossen werden konnte. Die Bauleitung stand unter Architekt Theodor Huter.
1990 - 1993 erfuhr der Dom eine gründliche Innenrenovierung. Ausgebessert wurden alle schadhaften Stellen im Boden- und Wandmarmor, sowie an Marmorteilen der Seitenaltäre. Gereinigt und ergänzt hat man die Deckenfresken, den Orgelprospekt und die Kanzel; neu versilbert den Hochaltar mit seinem Aufbau. Unvorhergesehen stellten sich erhebliche Schäden bei Dachbalken ein, sodass ein großer Teil erneuert werden musste. Teile des Daches wurden neu eingedeckt. 

Seit 2016 werden sowohl Arbeiten im Außenbereich als auch im Inneren des Domes durchgeführt. Eine Übersicht über die notwendigen Maßnahmen finden Sie unter www.domsanierung.tirol.

Die Errichtung der Unterkirche war ein seelsorgliches Erfordernis, bei dem Touristenstrom einen Ort der Stille und des Gebets zu ermöglichen. In einfacher Weise gestaltet, dient die Unterkirche nur diesem Zweck und wird nicht zur Besichtigung freigegeben. Darüber hinaus ist die Unterkirche der Ort der Taufe, der Eucharistiefeier und der Andacht für kleinere Gemeinschaften. Es haben in ihr maximal 40 bis 50 Personen Platz.

Die Unterkirche des Domes wurde vom Liechtensteiner Künstler Dr. Georg Malin und vom Innsbrucker Architekten Helmut Dreger gestaltet. Sie weist einen ellyptischen Grundriß auf. Taufort und Altarbereich stehen in polarer Position einander gegenüber. Den Weg des Getauften zur Eucharistiefeier feiernden Gemeinschaft markiert der Zebrastreifen im Granitboden. Das Ewiglicht ist ein Stahlzylinder in Angleichung an die Einrichtung am Taufort. Der Bodenbelag grenzt den Altarbereich mit einer polierten Kreisscheibe ein. Der granitene Altar wird als kultischer Block konzipiert und steht in der Mitte der Scheibe. Über dem Altar schwebt das Schutzdach des Baldachins, ein vergoldetes Medaillon im Durchmesser von 37 cm zwischen Baldachin und Altar.

Die erste Orgel wurde 1725 in der neu erbauten barocken Stadtpfarrkirche ein Jahr nach deren Weihe fertiggestellt und am Fest Mariae Geburt (8. September) feierlich ihrer Bestimmung übergeben. Die Orgel war eine Stiftung des Stadtpfarrers Dr. Matthias Tausch, der ihre Weihe nicht mehr erleben durfte, da er im Mai desselben Jahres verstarb. Ihr Erbauer war Johann Kaspar Humpel aus Meran.

Im Jahre 1873 dachte man an eine Reparatur des Instruments, die sich schließlich zu einem Umbau ausweitete. Dieser wurde von Joseph Sies aus Bozen 1875 vollzogen.

Es ist anzunehmen, dass es infolge der Fresken- und Stuckrestaurierungen zu Verunreinigungen größeren Ausmaßes im Orgelbereich kam. Ein Neubau der Orgel war vonnöten. Dieser wurde 1892 von Franz Reinisch in Steinach am Brenner durchgeführt. Das Instrument hatte 33 Register. Von der Humpel/Sies-Orgel waren nur mehr 6 Register erhalten. Die Qualität der Orgel hat sich offensichtlich gut bewährt, da sie 1931 in die neue Pfarrkirche Hötting überstellt wurde. 

Im Jahre 1931 stellte die Firma Rieger aus Jägerndorf ein 75registriges elektropneumatisches Werk auf, wobei sich 10 Register im Fernwerk in der Kuppel befinden. Während des Bombardements im zweiten Weltkrieg wurde der Prospekt beschädigt.

Technisch und klanglich war das Instrument nicht zufriedenstellend, sodass das Bundesdenkmalamt es nicht als schützenswert erachtete. Der Neubau einer rein mechanischen Orgel wurde beschlossen. Dank der großzügigen Subventionierung durch den Kommerzienrat DDr. Herbert Batliner aus Liechtenstein und dem Land Tirol konnte das Projekt realisiert werden. Die alte Orgel wurde ausgebaut und der Pfarre Breitenfeld in Wien - Josefstadt zur Verfügung gestellt. Den Auftrag für den Bau der neuen Orgel bekam die Firma Pirchner in Steinach am Brenner.

Die gegenwärtige Orgel ist mit 57 Registern verteilt auf 3 Manuale und Pedal disponiert. Bei der Planung wurde großer Wert darauf gelegt, dass die vorgegebene Gehäusestruktur auch im Innern fortgesetzt wird. Die im Hauptgehäuse fächerartig angelegten Pfeifen stammen von Humpel, sind aber stumm. Die gesamte Pfeifenanzahl beläuft sich auf 3.729. Nach dem Entfernen der alten Orgel sah man die äußerst schadhaften Stellen im Orgelgehäuse, sodass auch hier eine Sanierung und Restaurierung durchgeführt werden musste. Diese wurde unter der fachkundigen Hand der Firma Wehinger/Heel in Angriff genommen. Am 1. Juli 2000 konnte die neue Orgel eingeweiht und feierlich ihrer Bestimmung übergeben werden.