Vers la fin du 18e siècle, la nef de la cathédrale présente un aspect asymétrique. Elle est en effet dotée uniquement de deux chapelles contiguës, qui ouvrent sur son bas-côté sud. Ces chapelles, fondées par deux prélats, ont donc été bâties sur le terrain du palais épiscopal qui s'étend au sud de la cathédrale. Désireux de rendre à la cathédrale sa symétrie, le chanoine Jean-Baptiste Castel, ancien vicaire général sous Monseigneur de Fitz-James, fait édifier et décorer vers 1778-1780, deux chapelles vis-à-vis des premières. Ces chapelles empiètent cette fois sur le préau du cloître (ancien cimetière de la cathédrale) et sont dédiées à Dieu sous l'invocation l'une, de saint Paul et l'autre, de saint Augustin. Le nom de l'architecte, des artistes et artisans qui ont œuvré à cette extension de la cathédrale ne nous est pas parvenu. Le chanoine Cabaret précise seulement que les travaux de maçonnerie ont pris place en 1778, que les grilles ont été posées l'année suivante, et enfin que les lambris et autels installés en 1780. L'ensemble aurait coûté 24 000 livres au généreux commanditaire.

Les restaurations et les travaux d'embellissement du 19e siècle paraissent avoir peu concerné ces chapelles éloignées du chœur. Les documents qui les mentionnent laissent deviner des changements de vocables. En 1858, il est proposé que la première chapelle nord, déjà consacrée à Saint Louis, le soit en même temps à saint Joseph. En 1877, la seconde chapelle - où se trouve le tableau du Baptême du Christ - est aménagée pour recevoir les appareils d'un calorifère qui y subsiste jusqu'en 1892, date à laquelle l'évêque demande son enlèvement. Au début du 20e siècle, l'une des deux chapelles porte le vocable de Notre-Dame de Lourdes.

Alors que les bombardements de la guerre de 1870-1871 avaient provoqué peu de dégâts au nord de la cathédrale, ceux de la Première Guerre mondiale affectent particulièrement ce côté de l'édifice. Les deux chapelles sont restaurées après la nef, et bénies le 5 mars 1933. Elles sont alors consacrées à Notre-Dame de Liesse et à sainte Thérèse de l'Enfant Jésus. Les lambris de la chapelle Sainte-Thérèse ont été remplacés par des lambris Louis XVI, provenant du salon de l'ancien évêché et remisés à la Sous-Préfecture depuis la séparation des Églises et de l’État. En revanche, l'autel et son retable sont modernes et ont peut-être été conçus par l'architecte Émile Brunet, qui a présidé à la restauration de l'édifice. La pose de tableaux peints par Gabriel Girodon vers 1938 a parachevé la réparation de ces deux chapelles de la cathédrale.