La Cattedrale, che prende il nome dalla statua in marmo in essa custodita opera di Arnolfo di Cambio, venne iniziata alla fine del XV Secolo ad opera di Michele Sanmicheli in pianta ottagonale. Per lungo tempo, la Santa Messa fu celebrata a cielo aperto, vista l'assenza del tetto, la cui costruzione venne iniziata nel 1602, unitamente alla cupola (la terza in ordine di grandezza, dopo quella di S.Pietro e quella di S.Maria del Fiore a Firenze), ad opera di Carlo Fontana. Nel 1670, un incendio distrusse il tetto e parte degli interni ma nel volgere di pochi anni la struttura venne interamente recuperata. L'interno è adornato con pitture del 1800, mentre le torri campanerie sono state aggiunte nel 1840 dall'architetto Paolo Gazola. Nella parte inferiore della Cattedrale è collocata la cripta, anch'essa a pianta ottagonale, con un altare al centro, mentre la Fonte Battesimale è posta in un vano laterale. Particolare della cripta sono le statue a grandezza naturale raffiguaranti i protagonisti ed i momenti della Via Crucis. La Cattedrale è situata nel Centro Storico di Montefiascone e l'accesso alla piazza antistante non è particolarmente agevole per mezzi di grandi dimensioni.