Benché la nascita della diocesi cagliaritana si faccia risalire al secolo IV, sull'esistenza del collegio dei canonici cagliaritani non si hanno notizie documentate se non a partire dal 1119, quando in un atto di donazione disposto dall'arcivescovo Guglielmo, in favore dei monaci di San Vittore di Marsiglia, tra i testimoni viene menzionato il canonico Nicolò.

All'epoca il presule aveva la sua sede a Santa Igia, capitale del Giudicato di Cagliari, dove permase fino all'abbandono e alla distruzione di quella città e della stessa cattedrale, intitolata - come l'attuale - a Santa Cecilia. Quando, infatti, i Pisani popolarono il Castello di Castro, che avevano ottenuto dai Giudici di Cagliari nel 1217, vi edificarono, tra l'altro, una chiesa dedicata a Santa Maria che sarebbe diventata la cattedrale del nuovo capoluogo, restando per un certo tempo sotto la stessa invocazione alla Madre di Dio.

Si suppone che il trasferimento del vescovo, la presa di possesso della chiesa, il suo ampliamento ed adeguamento al più alto ruolo siano avvenuti tra il 1255 ed il 1312 e da allora il Capitolo, ininterrottamente, in quella sede ha svolto la propria attività.

Nel 1621 il Papa Gregorio XV ha concesso ai Canonici l' uso delle insegne proprie dei Canonici del Capitolo della Patriarcale Basilica di San Pietro in Vaticano.

Con editto del 14 settembre 1799, Sua Maestà Sabauda il Re Carlo Emanuele IV ha concesso ai Canonici cagliaritani l' utilizzo della Croce pettorale d' oro con crucicordo violaceo e fiocco dello stesso colore sul cappello, al pari dei Canonici del Capitolo Metropolitano di Torino.

Il Papa Pio VII, con Bolla del 23 febbraio 1803, ha concesso ai Canonici la dignità di «Protonotari Apostolici Onorari “durante munere”».

San Pio X con Bolla del 13 settembre 1907, ha elevato i Canonici alla dignità di «Protonotari Apostolici ad instar participantium “durante munere”».

Pio XI, con Bolla del 20 settembre 1924, ha concesso l' uso perpetuo delle insegne in tutta l' isola di Sardegna.

In seguito al motu proprio Pontificalis Domus del 28 marzo 1968, con cui il papa Paolo VI ha riformato la Corte Pontificia riducendo i Protonotari Apostolici a due sole categorie («de numero» e «soprannumerarii») i Canonici del Capitolo Metropolitano di Cagliari sono oggi «Protonotari Apostolici Soprannumerari», come risulta anche dall' Annuario Pontificio corrente.

Il papa Leone XII, con Breve del 22 novembre 1825, ha concesso ai Beneficiati l' uso festivo della mozzetta nera con filettatura, bottoni e asole cremisi.