Il Duomo è la Cattedrale già dei Santi Stefano e Agata, fondata nell'856, ma ricostruita prima nel X secolo e poi, ad opera dell'arcivescovo Erveo (1072 - 1086), verso la fine dell'XI secolo, il quale vi aggiunse il porticato d'ingresso, ampliato nel Quattrocento, e ristrutturò notevolmente l'annesso palazzo vescovile. Nel corso del XVIII secolo l'intero complesso venne ristrutturato radicalmente; ancora tra il 1854 ed il 1857, sotto monsignor Gennaro Cosenza, l'architetto Federico Travaglini rinnovò la Cattedrale, tale aspetto però non giunse ai giorni nostri, poiché sotto i bombardamenti del 1943 venne quasi distrutta. Nel 1992, all'interno della Cappella del Corpo di Cristo, venne inaugurato il museo diocesano, ove sono conservate opere pittoriche e scultoree provenienti da varie chiese cittadine. Attualmente è dedicata a Santa Maria Assunta.

La cattedrale ha una pianta a croce latina a tre navate suddivise da 24 colonne di granito. È preceduta da un atrio quadrato con 16 colonne, uno dei pochi resti dell'antico edificio dopo i bombardamenti della seconda guerra mondiale: esso è sorretto da colonne d'epoca romana. Altro resto dell'antica cattedrale è la torre campanaria, fatta edificare nella seconda metà del IX secolo dal vescovo Landone: in essa sono visibili vestigia della romanità classica, tra cui alcuni bassorilievi provenienti, forse, dall'anfiteatro di Santa Maria Capua Vetere.

All'interno, tra le maggiore opere artistiche, sono da menzionare alcuni manufatti, che è tutto ciò che resta delle decorazioni che si sono susseguite nel corso dei secoli: il supporto per il Cero pasquale risalente all'XI secolo, con immagini scolpite nel marmo e decorato con intarsi policromi; un Cristo morente di Matteo Bottiglieri (1724); nella cripta, sorretta da diverse colonne di granito, alcuni interessanti capitelli decorati con animali e figure mostruose, ed un arciere in atto di scoccare la freccia; due monumenti funebri del XIV e XV secolo, di cui uno riutilizza un sarcofago romano del IV secolo. la grande tela con l'Assunta (anni 30 del XVIII secolo) realizzata da Francesco Solimena, con le mirabili pose statuarie degli apostoli. La pala si configura come uno dei capolavori del maestro avellinese.