Ce qui est maintenant la place Giovanni XXIII se dresse au sud de ce qui était la zone sacrée du forum romain à l'époque d'Augusta Praetoria, remarquablement délimitée par le Cryptoportique.

L'importance cruciale de ce quartier pour la vie de la ville n'a pas été moins importante au cours des siècles qui ont vu le déclin progressif et la fin de celui qui constituait le monde romain: à l'est du Cryptoportique, en En effet, le premier bâtiment dédié à la foi chrétienne a été érigé.

Dans ce complexe préexistant, vers la fin du 4ème siècle, la cathédrale a été construite. C'était un bâtiment aux dimensions imposantes, avec une seule nef absidale, complétée par un baptistère à l'ouest et par plusieurs pièces annexes, dont l'une était destinée à être utilisée comme baptistère secondaire.

La façade se trouvait à quelques mètres des structures de l'aile est du cryptoportique et elle était pratiquement reliée à celle-ci par les structures du baptistère principal. Ce complexe, auquel ont été ajoutées quelques pièces méridionales destinées à servir de résidence épiscopale ou de demeure du clergé, a continué à être utilisé pendant plusieurs siècles et son apparence n’a subi aucune modification importante, à l’exception de la fin du Moyen-Âge. phase constructive, jusqu’à l’époque du grand chantier roman qui a donné à la cathédrale l’apparence qu’elle a encore aujourd'hui.

L'important cycle de fresques mis au jour dans le grenier de l'église trouve également son origine dans cette phase du XIe siècle: avec celles de Sant'Orso, elles ont contribué à faire d'Aoste l'un des principaux centres d'art ottonien en Europe.
Au cours de la seconde moitié du XIe siècle, le corps occidental de l'édifice est entièrement reconstruit. Il se compose de deux tours et d'un chevet central en saillie. Au XIIIe siècle, deux des cinq absides d'origine sont démolies et la zone dé construit, un couloir en forme d'anneau autour du choeur.

Entre le XVe siècle et les débuts du XVIe siècle, les évêques d'Aoste planifièrent une restauration radicale de l'église et l'enrichirent de nombreuses œuvres d'art. Le choeur supérieur, dominé par un crucifix en bois datant du XIVe siècle, comporte deux rangées de sièges sculptés vers 1460, à l'étage se trouvent deux mosaïques des XIIe et XIVe siècles représentant les mois de l'année et une série d'animaux réels et imaginatifs avec les rivières Tigre et Euphrate.

L'autel principal est baroque, en marbre noir avec incrustations multicolores. Depuis la chorale, deux escaliers mènent à la crypte du XIe siècle, l'un à droite et l'autre à gauche. Son tracé s'articule autour de trois nefs séparées par des agiles petites colonnes médiévales et un roman plus robuste encore utilisé à l'époque romaine. colonnes. Sur le mur du bas, les entrées d'origine à l'ouest sont visibles.

La façade de la cathédrale est composée de deux parties distinctes: un atrium datant du XVIe siècle et une partie avant néo-classique qui a été ajoutée en 1848. L'atrium présente une élégante conception architecturale en terre cuite, décoré de statues et de fresques représentant la vie de la Vierge Marie, à laquelle l'église est dédiée, un magnifique exemple de l'art de la Renaissance dans le Val d'Aoste.

À côté de l'église, du côté nord, se trouve le cloître. C'est un bâtiment de forme trapézoïdale qui a été achevé en 1460 et qui remplace un bâtiment similaire qui existait déjà au 11ème siècle. Ses éléments architecturaux sont caractérisés par la présence de différents matériaux: bardiglio gris, utilisé pour les pilastres, alterné avec de la chaux cristalline pour les chapiteaux et du calcaire, utilisé pour les pierres de taille des arcs. Il existe deux types de chapiteaux: certains sont décorés de motifs végétaux et de figures d'hommes et d'animaux, d'autres portent les noms de ceux qui ont contribué à la construction qui les a sculptées. Sur la place centrale se trouve une colonne romane surmontée d'une capitale corinthienne, témoignage probable de la zone médico-légale voisine. Vers 1860, l’aile sud du cloître est en grande partie démolie pour laisser de la place à la chapelle néo-gothique du Rosaire.

Le musée du trésor offre un aperçu significatif de l’art de la Vallée d’Aoste entre les XIIIe et XVIIIe siècles, en combinant des pièces du riche trésor de la cathédrale avec certaines œuvres d’art provenant de différentes paroisses de la vallée.