Originario del sec. XII e rinnovato in forme gotico-cistercensi nella prima metà del secolo successivo, fu rimaneggiato a partire dal 1748 nel gusto barocco del tempo; i restauri del 1950 hanno in parte eliminato le decorazioni e le sovrastrutture settecentesche, restituendo alla facciata l'aspetto originario, con tre portali a ogiva, rosone centrale e rosoncini quadrilobi. All'inizio del fianco destro è un tabernacolo tardorinascimentale con tela settecentesca. L'interno, a tre navate su pilastri, presenta tracce di rimaneggiamenti sette-ottocenteschi, soprattutto nell'abside poligonale di fantasiose linee goticheggianti, decorata con affreschi di Domenico Morelli e Paolo Vetri (1899). Al termine della navata destra, sarcofago di tarda età romana (sec. IV), con bassorilievi raffiguranti la caccia di Meleagro e Atalanta. Nel transetto sinistro è il monumento funebre di Isabella d'Aragona*, moglie di Filippo III di Francia, morta a Cosenza nel 1271: l'opera in tufo, di artista francese, è a forma di trifora gotica con rilievo raffigurante la Madonna e due oranti (il re e la regina). Nella 1ª cappella della navata sinistra, decorata di marmi e stucchi, è custodita la copia di un'icona del sec. XIII (originale al Museo interdiocesano) che raffigura la Madonna del Pilerio, protettrice della città. Alle spalle del Duomo sono i resti in pietra e laterizi di edifici tardomedievali. Il corpo di fabbrica meglio conservato è la sede del Museo interdiocesano, un tempo ospitato nel palazzo dell'Arcivescovado, vasta costruzione di origine quattrocentesca che sorge sulla piazza retrostante al Duomo. Il museo accoglieva parte del Tesoro del Duomo, tra cui l'icona bizantineggiante della Madonna del Pilerio, dipinti dei sec. XV-XVIII, pergamene dal sec. XII al XVIII, avori, oreficerie e paramenti sacri del sec. XV-XVI. L'opera più preziosa era la celebre Stauroteca* (in deposito presso la Soprintendenza), reliquiario a forma di croce in lamina d'oro, con filigrane, smalti e pietre preziose, eseguito alla fine del sec. XII nelle officine imperiali di Palermo e donato da Federico II alla Cattedrale di Cosenza in occasione della sua consacrazione (1222).