Z Katedrą na Wawelu szczególnie związany był Papież Jan Paweł II. Nie sposób wyliczyć wszystkich bytności w Wawelskiej świątyni biskupa, a następnie kardynała Wojtyły. Z Katedrą związane są cztery decydujące momenty Jego życia. Tutaj, 2 listopada 1946 roku, jeszcze jako ksiądz Karol Wojtyła, odprawił swoją pierwszą mszę przy neoromańskim ołtarzu w krypcie św. Leonarda, m.in. w intencji swych zmarłych rodziców i brata.
W dniu 28 września 1958 w uroczystość św. Wacława, patrona Katedry Wawelskiej był konsekrowany na biskupa, natomiast 8 marca 1964 odbył się Jego arcybiskupi ingres do Katedry, a w dniu 9 lipca 1967 ingres kardynalski.

Do Katedry, na Niedzielę Zmartwychwstania Pańskiego albo niedzielę w okresie Bożego Narodzenia, zapraszał parafie, które wizytował w ciągu roku. Każdego roku zapraszał młodzież na uroczystość Chrystusa Króla. Starał się również uświadomić diecezjanom, że serce diecezji to Katedra. Robił wszystko, by ta świątynia spełniała misję „matki wszystkich kościołów”.

Po wyborze na Stolicę Piotrową papież Jan Paweł II napisał w liście skierowanym do Krakowskiej Kapituły Katedralnej o Katedrze Wawelskiej: „tam bije serce Polski i moje serce tam bije”.

Miarą przywiązania Jana Pawła II do Katedry stały się Jego wizyty w Kościele Katedralnym na Wawelu podczas każdej wizyty apostolskiej do Polski. Jako papież Jan Paweł II odwiedzał Katedrę Wawelską w 1979, 1983, 1987, 1991, 1997, 1999 oraz w 2002 roku.

Szczególną czcią otaczał patrona Polski świętego Stanisława oraz bł. królową Jadwigę, którą kanonizował w 1997 roku.

Słynna dziś procesja ku czci św. Stanisława z Wawelu na Skałkę w dniu 8 maja została ożywiona dzięki arcybiskupowi Karolowi Wojtyle późniejszemu papieżowi Janowi Pawłowi II, który w roku Milenium Chrztu Polski (1966) zaprosił na nią cały Episkopat Polski na czele z Prymasem Wyszyńskim czyniąc z niej kulminację uroczystości milenijnych w Krakowie.

Już kilka dni po wyborze na Stolicę Piotrową (23 października 1978) Jan Paweł II, podczas audiencji dla Polaków, wyraził pragnienie przyjazdu do Ojczyzny na obchody Jubileuszu 900-lecia męczeńskiej śmierci św. Stanisława przypadającej na maj 1979 roku, ale wobec sprzeciwu komunistycznych władz, które nie zgodziły się na Jego przyjazd w maju, przybył na Wawel w czerwcu.

Była to Jego pierwsza pielgrzymka do Polski. Wówczas, w 1979 roku, papież Jan Paweł II wyraził swoje szczególne przywiązanie do Katedry mówiąc: „Pierwsze moje kroki po przybyciu do Krakowa kieruje do tej Katedry, ażeby spotkać się z wami, którzy tutaj oczekujecie przy grobie św. Stanisława, bł. Królowej Jadwigi, przy grobach naszych królów, wodzów, wieszczów narodowych. Wiecie wszyscy bardzo dobrze, czym była i czym jest dla mnie Wawelska Katedra”. Dwa dni później, w 900. rocznicę męczeńskiej śmierci Świętego Stanisława w dniu 8 czerwca 1979 roku Papież Jan Paweł II celebrował mszę św. u grobu Świętego Stanisława.

Obok Ołtarza św. Stanisława drugim najważniejszym miejscem w Katedrze, do którego przychodził był Ołtarz Pana Jezusa Ukrzyżowanego, związany z kultem św. królowej Jadwigi. Podczas swojej trzeciej pielgrzymki do Polski w 1987 roku papież Jan Paweł II odprawił mszę św. przy relikwiach błogosławionej królowej Jadwigi, którą kanonizował 10 lat później na krakowskich Boniach, podczas swojej szóstej pielgrzymki do Polski.

Większość pamiątek po papieżu Janie Pawle II zostało wyeksponowanych w Muzeum Katedralnym, którego jest inicjatorem i patronem. W 2008 roku przed wejściem do Katedry Wawelskiej stanął pomnik Jana Pawła II.