L'attuale aspetto neoclassico, frutto dei grandi lavori che seguirono l'abbattimento della primitiva chiesa romanico gotica, le fu conferito dall'architetto Giulio Zambianchi che completò la nuova fabbrica nel 1841. Della struttura precedente rimangono la cappella del Santissimo Sacramento nella navata destra e la grande cappella della Madonna del Fuoco nella navata sinistra realizzata tra il 1614 e il 1636 sovrastata da una cupola ottagonale affrescata da Carlo Cignani che vi raffigurò l'Assunzione della Vergine in cielo. Sotto l'arco di sostegno della cupola, sul pavimento a destra, si trova la tomba di Carlo Cignani.

Il cardinale Fabrizio Paolucci, commissionò a sue spese l'altare maggiore (realizzato a Roma nel 1718) e la tribuna che racchiude la Madonna del Fuoco. La piccola ancona di bronzo dorato e lapislazzuli è opera di Giovanni Giardini. L'altare maggiore è sormontato dal fastigio dello scultore Camillo Rusconi, l'altare invece venne rifatto nel 1814 su disegno di Luigi Mirri.

La cappella del Battistero si trova in fondo alla navata destra. Un tempo era decorata dal ciclo di affreschi di Livio Agresti "Nove Storie eucaristiche e sette Profeti" che attualmente fanno parte della collezione della Pinacoteca di Forlì. Verso la fine dell'Ottocento venne completamente rifatta. Attualmente la cappella conserva un pregevole Battistero esagonale di pietra datato 1504, opera di Tommaso Fiamberti e del suo collaboratore Giovanni Ricci. La base e la cornice superiore sono opera di Giacomo Bianchi da Dulcigno. Le sue sei facce presentano altrettanti bassorilievi quali "San Mercuriale col Drago", "San Giovanni Battista", "San Valeriano", "Il Battesimo di Cristo", "Sant'Elena e San Girolamo" e "La Decollazione del Battista".