I lavori di edificazione del Duomo furono iniziati da Giulio Romano e completati da Giovan Battista Bertani nel 1549.
Bertani dovette in ogni caso attenersi il più possibile al progetto del Romano che essendo morto non potè veder realizzati i lavori.
Egli si concentrò sul completamento del transetto e del coro, sull'impianto dei pilatri di sostegno nonchè sulla costruzione di una nuova facciata che andò a sostituire quella tardogotica.
L'attuale facciata realizzata tra il 1756 e il 1761 dall'architetto Nicolò Baschiera è in marmo di Carrara e presenta un corpo principale caratterizzato da lesene corinzie e un frontone triangolare che chiude il prospetto denominato a "vela" cioà ad esso non corrisponde l'altezza reale della Cattedrale.
Le ali laterali, corrispondenti alle navate minori, oltre ad essere decorate nella parte alta da statue presentano delle ghimberghe tipiche del gusto tardogotico.
Il Duomo, di origine medioevale, conserva ancora i resti di mura delle cappelle gotiche e il campanile di origine romanica.
Internamente è a croce latina con cinque navate sormontata da una grande cupola su tamburo ottagonale nella zona presbiteriale. La navata centrale è divisa da quelle laterali per mezzo di colonne corinzie sormontate da trabeazioni, ed è coperta da un soffitto a cassettoni; al contrario le navate laterali presentano coperture con volte a botte.
All'interno delle cappelle sono conservate importanti tele, basti pensare al Miracolo di Sant'Eligio del Seicento e alla Crocifissione coeva alla prima.
La cupola è affrescata con la Gloria del Paradiso opera dell'Andreasino, mentre le due tele custodite nel coro raffigurano l'una, collocata accanto all'altare, la Visione di San Giovanni; l'altra, sita nel catino dell'abside, l'Apoteosi della Redenzione.
Dal fondo del braccio sinistro del transetto si accede alla Cappella del Sacramento, un ambiente ottagonale coperto da una cupola dove sono state inserite colonne, lesene e archi in pietra.
Lungo la navata sinistra si apre il corridoio che conduce alla Cappella dell'Incoronata realizzata per volere del marchese Ludovico II Gonzaga, che doveva formare con la vicina sagrestia un ambiente a forma di T.