Katedrála Pavia (italština: Duomo di Pavia) je největším kostelem ve městě a sídlem diecéze Pavie.Stavba byla zahájena v 15. století na místě dvou již existujících románských, „dvojčat“ katedrál (Santo Stefano a Santa Maria del Popolo).Katedrála sídlí zbytky St. Sirus, prvního biskupa Pavie a trn z Thornové koruny, kterou nosí Kristus.

Mramor směřující do exteriéru nebyl nikdy dokončen.Až donedávna vedle katedrály stála občanská věž (Torre Civica), známá v roce 1330 a rozšířila se v roce 1583., brzy nahradil Giovanni Antonio Amadeo a Giana Giacomo Dolcebuono.Původní projekt s lodí a dvěma uličkami lemovanými půlkruhovými výklenky a velkou centrální kupolí byl ovlivněn Bramante, některé podrobnosti se později objevily v bazilice sv. Petra v Římě.Je také známo, že Leonardo da Vinci přispěl k projektu.

V roce 1521 byla oltářská oblast dokončena žákem Da Vinci, jménem Gianpierino Rizzi.V 17. století byla presbyterie dokončena, ale teprve v následujícím století byla postavena Tambour, zatímco samotná kupole a fasáda musely čekat na 19. století.Kopule navrhl Carlo Maciachini a dokončen v roce 1885, ale téhož roku se částečně zhroutil.V roce 1930 stavba pokračovala dvěma zbraněmi transeptu, pro které byl dodržován původní plán, ačkoli pomocí vyztuženého betonu (za účelem zachránění zbytků středověkého Santa Maria del Popolo).Zbraně stále chybí část vnitřní dekorace mramoru.

Církev je na řeckém křížovém plánu: má proto stejnou délku a šířku na transeptu (c. 84 m).Taková velikost z něj činí jeden z největších budov s centrálním plánem v severní Itálii.

Centrální kupole s osmiúhelníkovým plánem je vysoká 97 m s celkovou hmotností asi 20 000 tun.Je to čtvrtá v Itálii, po bazilice sv. Petra, Pantheonu a katedrály Florencie.