Nous savons avec confiance qu'il y avait dans cet endroit la première cathédrale chrétienne de la ville au IVe siècle, même si nous ne savons pas si l'église d'aujourd'hui en trouve quelque chose. Au IXe siècle, avec l'arrivée des Sarrasins, elle a été transformée en mosquée.
Les Normands voulaient construire ici, dans la capitale de leur royaume, une magnifique cathédrale qui représentait leur pouvoir et leur christianisme. Le travail a donc commencé à Monreale, mais aussi ici, dirigé par Mgr Gualtiero Offamilio, après avoir rendu symboliquement la mosquée terrestre.
L'intérieur a témoigné de fortes influences des sensibilités religieuses et architecturales nord-européennes et byzantines, tandis qu'à l'extérieur, ils ont travaillé des maîtres d'origine arabe, c'est donc plus que naturel que si la forme avec le double est la tour typique des cathédrales normandes de France et d'Angleterre, la décoration, l'exécution en détail contient de nombreux éléments qui pourraient également se présenter sur les mosquées.
Au XVIIIe siècle, la reconstruction de la cathédrale a été commandée, elle a été confiée à Ferdinando Fuga mais elle a été exécutée au XIXe siècle depuis Marseille. Ses retouches étaient en fait beaucoup plus envahissantes et radicales que les projets de l'architecte florentin.
L'abside étroite entre les tours est la plus originale du XIIe siècle, la façade sud-ouest, qui donne sur l'archevêché, fait référence aux XIVe-XVe siècles. Les tombes royales témoignent de l'importance de la cathédrale : Frédéric II et sa femme sont enterrés ici, mais aussi Henri IV et le premier roi de Sicile, Roger II. À droite du presbytère se trouve la chapelle de Santa Rosalia, patronne de Palerme, avec des reliques dans l'urne d'argent, la cathédrale et sa place sont les protagonistes de son parti.