Nie wiemy jak wyglądała pierwotna dzwonnica sandomierskiej kolegiaty (od 1818 r. katedry) pw. Narodzenia Najświętszej Marii Panny. W 2. połowie XVII w. usytuowana była „z brzegu cmentarza” otaczającego świątynię. Stała zapewne po jej południowej stronie; krawędź tej części wzgórza kolegiackiego podmywana była podczas przyborów Wisły. W aktach kapituły można znaleźć zapiski mówiące o zamiarze wzmocnienia wzgórza, także o tym, że wody wiślane zalewając plac kanonii Zajączkowskiej, zagrażają również miejscu, na którym stoi dzwonnica. W dekretach powizytacyjnych biskupa krakowskiego Andrzeja Trzebickiego z 1671 r. znalazło się zalecenie „podmurowania” pagórka, na którym stoi dzwonnica. Najdawniejsza wzmianka o dzwonie na kolegiackiej dzwonnicy pochodzi z 1618 r., kiedy to upomina się, aby w dzwon „większy, starożytny nie dzwonić, jeno znaczniejszym osobom”. Gwałtowną cezurę w dziejach kolegiaty sandomierskiej stanowił „potop” szwedzki, kiedy to podczas pożaru miasta spłonął dach kolegiaty (1656) i stopiły się kolegiackie dzwony. Kapituła na posiedzeniu odbytym w 1661 r. postanowiła, że spiż z dwóch dzwonów kościoła pw. Świętego Jana „złożony w kolegiacie” oraz z dzwonów kolegiaty zostanie użyty na wykonanie nowych dzwonów.

Dzwonnica od dawna stanowiła przedmiot trosk i częsty temat obrad kapituły. W 1733 r. kanonicy sandomierscy po obejrzeniu dzwonnicy będącej „w ruinie” podjęli decyzję o budowie nowej. Ks. Dominik Lochman (pierwszy proboszcz kolegiaty po przeniesieniu do niej w 1717 r. probostwa z kościoła św. Piotra i Pawła) złożył 300 florenów, jako pierwszą ofiarę na budowę dzwonnicy. Przystąpiono do niej dopiero w 1737 r. Był to czas pierwszej połowy XVIII w., okresu dynamicznej działalności artystycznej, który w istotny sposób przeobraził wnętrze świątyni. Był to rezultat aktywnej działalności fundacyjnej kanoników kapituły kolegiackiej, którzy gorliwie kierowali sprawami budowlano-artystycznymi w kolegiacie.

Nowa dzwonnica usytuowana została w miejscu, gdzie dotychczas stał dom świątników. Dom ten zburzono, a dla świątników zakupiono „sąsiedni stary domek”, który miał zostać odrestaurowany (dziś stanowi północną część plebanii parafii katedralnej). Świątnicy, obdarowani specjalnymi przywilejami, pełnili w kolegiacie różne wszelkie posługi związane ze Służbą Bożą, m.in. byli dzwonnikami. Rekrutowali sie ze Świątnik, podsandomierskiej wsi służebnej, przez wieki związanej z kolegiatą.

Materiał do budowy dzwonnicy zamierzano pozyskać m.in. z kamienicy kanonii Dwikozy, zlokalizowanej przy kolegiacie, będącej wówczas „w ruinie” (w jej miejscu stoi obecnie budynek Wikariatu). Ponadto zamówiono kamień w Kunowie. Nad wznoszeniem dzwonnicy czuwał początkowo kanonik Jan Kalisz, a po jego śmierci w 1739 r. kanonik Marcin Jasiński. Prace powierzone zostały budowniczym z Krakowa. W archiwaliach wspominani są: Michał Helwig, magistro murarius de Cracovia oraz Bartłomiej Jachowicz (Jacovic) kamieniarz z Krakowa, wzmiankowany jako wykonawca portalu. W 1741 r. został zakończony pierwszy etap prac i wypłacono kamieniarzowi należność.

W 1751 r. biskup Andrzej Załuski upominał kapitułę, aby „wspaniałą dzwonnicę” ukończyć. Do 1759 r. hełm dzwonnicy nie został pokryty blachą, co spowodowało, że trzeba było wymienić zmurszałą drewnianą więźbę. Do zakończenia budowy doszło ostatecznie w 1760 r., kiedy zakupiono blachę miedzianą na pokrycie hełmu.

Nie jest znany projektant dzwonnicy, wiemy jedynie, że przygotowano dwa projekty, spośród nich wybrano „mniej kosztowny”. Wzniesiono trzykondygnacjową budowlę o późnobarokowej architekturze, w duchu wyraźnie już klasycyzującym, posługującym się wyrazistymi podziałami, o narożach zaakcentowanych masywnymi pilastrami. Do wnętrza prowadzi portal, o płynnym obrysie, z owalnym oknem w centralnej części, wykonany z kamienia kunowskiego.

Kiedy w 1886 r. z inicjatywy biskupa sandomierskiego Antoniego Ksawerego Sotkiewicza rozpoczęto prace nad restauracją katedry, objęto nimi także dzwonnicę. W 1889 r. podpisano kontrakt z Piotrem Pilniakowskim, „cieślą miasta Kielc”. Wykonano wówczas nowe wiązanie dla wielkiego dzwonu, urządzono nowe schody do dzwonów liczące 128 stopni „w miejsce niedogodnych i niebezpiecznych”, zrobiono nowe drzwi. Wykonane zostało nowe wiązanie hełmu i wymienione pokrycie z blachy miedzianej. W zbiorach Muzeum Diecezjalnego przechowywane są trzy fragmenty miedzianej blachy pochodzące z pierwotnego pokrycia dzwonnicy; na każdym z nich zachował się odciśnięty znak w postaci orła w koronie. Zaplanowano również wykonanie nowych zewnętrznych schodów z ciosów kamiennych, w miejsce dotychczasowych - „z różnych kawałków kamienia, marmuru i drzewa”. Nadal jednak możemy odnaleźć w nich kawałki marmurów pochodzących z XVIII wieku. W kontrakcie zapisano, że cieśla „obowiązany jest ściśle stosować się do rysunku dotychczasowej dzwonnicy (...) materiał drzewny ma być ściśle i dokładnie obrobiony, a wszelkie połączenia śrubami mocne i pewne i długą trwałość zapewniające”.

W 1. połowie XIX w. umieszczono na dzwonnicy zegar znajdujący się dotąd na wieży katedralnej, a także urządzono jej wnętrze dla dzwoniących na modlitwy świątników. Wiemy, że w XVIII w. kolegiacki dzwon odzywał się już o trzeciej w nocy, zwołując wiernych na jutrznię. Jak mówi tradycja przekazywana w Sandomierzu z pokolenia na pokolenie, wieczorem dzwon sandomierskiej katedry uderza za poległych w bitwie pod Warną, oraz tych co utonęli w Wiśle. Różna jest godzina tego dzwonienia. Od św. Wojciecha do św. Michała - o dziewiątej wieczorem, od św. Michała do św. Wojciecha - o ósmej wieczorem. Na dzwonnicy znajdują się trzy dzwony: wielki: „Michał Archanioł” z 1667 r., drugi mniejszy: „Najświętsza Maria Panna” z 1750 r. i trzeci z 1770 r.

Katedralne dzwony zwołują wiernych na modlitwę, towarzyszą kościelnym uroczystościom: procesjom, ingresom biskupim, odprowadzają na drogę wieczności zmarłych sandomierzan... Ich dźwięk, który niesie się daleko, w przestrzeń sandomierskiego powiśla, głosi ludziom i czasom, że prastary Sandomierz, „miasto położone na górze”, trwa „ w ojców wierze”.

Z inicjatywy biskupa sandomierskiego Krzysztofa Nitkiewicza dzwonnica zostanie udostępniona we wrześniu 2010 roku dla zwiedzających.