L’attuale cattedrale è a tutti gli effetti l’ultima di una serie di cattedrali che sono state edificate nel tempo a Concordia Sagittaria.
La prima risale alla fine del IV secolo ed è distrutta dall’invasione unna del 452. La successiva cattedrale è sommersa da una piena del fiume Lemene a metà del VI secolo. Altre cattedrali sorgono nell’XI e XIV secolo.
L’attuale costruzione risale al 1466, voluta dal vescovo Antonio Feletto. La chiesa è ultimata nel XIX secolo, con la costruzione del coro. All’inizio del Novecento, durante l'episcopato di monsignor Francesco Isola, è costruita l’attuale facciata ed aggiunta la cappella dei Martiri, con la cripta dove si conservano le loro reliquie.
L'esterno della chiesa presenta un paramento murario con mattoni a vista. Al centro della facciata, a salienti, si apre il portale, sormontato dal rosone circolare; in corrispondenza di ciascuna delle due navate laterali vi è una monofora a tutto sesto. Sul fianco della chiesa, sulla destra, vi sono il campanile del XII secolo, alto 28 metri, con due ordini di bifore su ciascuna facciata, e il battistero, a pianta a croce greca con cupoletta.



L'esterno dell'abside, in stile gotico, è decorato da quattro alte bifore. L'interno della cattedrale è a pianta a croce latina con tre navate separate da due file di archi a tutto sesto poggianti su pilastri quadrangolari con semicolonne. Nella cappella dei Martiri, ampliata all'inizio del XX secolo dal futuro cardinale Celso Benigno Luigi Costantini, vi è una pala di Alessandro Varotari detto il Padovanino.