Costruito a partire dall'XI secolo su una precedente Basilica, ha subito più di un ampliamento nel corso dei secoli, conservando intatta l'originale struttura, che ne fa uno dei più importanti esempi di rotonde romaniche in Italia. La Cattedrale contiene importanti opere, fra le quali spiccano un sepolcro di Bonino da Campione, l'organo di Giangiacomo Antegnati, il sarcofago marmoreo di Berardo Maggi e il ciclo di tele del Moretto e del Romanino realizzato per la cappella del Santissimo Sacramento della Basilica di San Pietro de Dom e qui trasferite dopo la sua demolizione. Di grande importanza è anche la Cripta, risalente al VI secolo ma restaurata nell'VIII secolo. L'interno vecchio risulta suddiviso in varie zone poste a più livelli. Caratterizzato dalla sobria solennità dell'architettura romanica, deve il suo aspetto attuale ai lavori di restauro ottocenteschi di Luigi Arcioni, che hanno eliminato tutte la stratificazione successiva e riportato alla luce la base originale. La Platea di Santa Maria, nucleo centrale circolare, è posta al livello più basso. La Cripta sottostante faceva parte della precedente Basilica e, in quanto tale, è il luogo più antico della cristianità bresciana.