La cattedrale fu costruita a partire dal XII secolo, con il contributo di Guglielmo degli Adelardi, e del principe Federico Giocoli, che con le sue ingenti sostanze nel 1135 finanziò l’edificazione su concessione dell'antipapa Anacleto II ottenuta nel 1132.

La facciata è in marmo bianco, a tre cuspidi, e presenta logge, arcatelle, rosoni, finestroni strombati, statue e numerosissimi bassorilievi. Nella parte centrale della facciata risalta il protiro, sorretto da due colonne poste su due ippogrifi, che presenta dall'alto verso il basso, un Giudizio universale, scolpito da ignoto in stile gotico, una loggia con la statua della Madonna con il bambino (aggiunta tardogotica) e in basso, proprio al di sopra del portone centrale, due opere dello scultore Nicholaus, allievo forse di Wiligelmo: la Statua di san Giorgio, protettore di Ferrara, e le Scene del Nuovo Testamento. Lo stesso Nicholaus progettò forse l'intera facciata, le absidi, le fiancate e la struttura interna della chiesa. Nella parte destra vi è una statua di Alberto V d'Este, mentre sul lato sinistro un busto bronzeo di papa Clemente VIII è posto sopra una lapide che ricorda la presa di Ferrara da parte dello stesso pontefice.

L'interno in stile barocco è a tre navate con triplice transetto. Al centro spicca l'altare maggiore, consacrato nel 1728, opera di Celio Tirini (scultore veneziano abitante in Ravenna) che reimpiegò marmi provenienti da edifici ravennati, per la maggior parte derivanti dalle rovine del Palazzo di Ravenna di Re Teodorico. A sinistra dell'altare c'è la tomba di Papa Urbano III (morto a Ferrara nel 1187) e a destra il busto del Papa Clemente XI. Sulla controfacciata monumentali statue dei patroni di Ferrara, San Giorgio e San Maurelio Vescovo di Giovanni Marchiori del 1746. Vi si possono ammirare le statue bronzee della Crocifissione e dei Santi Giorgio e Maurelio, di Niccolò Baroncelli e Domenico di Paris del XV secolo e il quadro Martirio di san Lorenzo del Guercino, del XVII secolo. Sempre nelle cappelle laterali sono presenti la Madonna in trono e Santi del Garofalo, l'Incoronazione della Vergine e Santi di Francesco Francia e la Vergine in gloria con le Sante Barbara e Caterina di Bastianino (XVI secolo). Proprio quest'ultimo dipinse anche nel catino absidale, sopra il coro, l'affresco del Giudizio Universale (1577-1581) ispirato a quello di Michelangelo nella Cappella Sistina.