La storia della cattedrale è stata controversa ed oggetto di numerose supposizioni negli ultimi secoli a causa della mancanza di reperti archeologici e fonti scritte antecedenti l'età medievale. Soltanto durante i lavori di restauro, iniziati nel corso dell'anno 2004, sono stati rinvenuti resti risalenti all'età romana, che hanno permesso di ricostruire con particolare precisione sia gli edifici che si sono susseguiti nell'area che l'impianto urbano della zona in cui attualmente si trova il duomo. Sotto la pavimentazione difatti sono emersi differenti strati, ognuno dei quali corrispondente ad altrettante epoche.

Il più antico ha evidenziato la presenza di un primo luogo di culto paleocristiano, risalente al V secolo, del quale si era soltanto ipotizzata l'esistenza.

L'interno della cattedrale di Sant'Alessandro presenta una pianta a croce latina, con navata unica che si apre sulle cappelle laterali, tre per lato e volta a botte lunettata. Nel transetto di destra vi è il grande Altare dei santi Fermo, Rustico e Procolo progettato da Filippo Juvarra, in quello di sinistra l'altare dedicato alla Madonna della Pietà.

Nella prima cappella di destra intitolata a san Benedetto vi è la pala San Benedetto da Norcia fra San Gerolamo e San Lodovico da Tolosa di Andrea Previtali (1524) e in quella di sinistra Madonna con il Bambino in gloria e i santi Caterina d'Alessandria e Gerolamo di Giovan Battista Moroni (1576).

La cappella del Crocifisso conserva un crocifisso del '500 della ex Chiesa di Santa Maria di Rosate. La chiesa conserva anche altri dipinti, tra cui una Madonna dei colombi, attribuita a Giovanni Cariani, e tele di Giambettino Cignaroli e di Sebastiano Ricci.