Palermo -kathedraal is een architectonisch complex dat wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van verschillende stijlen, vanwege een lange geschiedenis van toevoegingen, veranderingen en restauraties, waarvan de laatste plaatsvond in de 18e eeuw.

De kerk werd opgericht in 1185 door Walter Ophamil (of Walter van de molen), de Anglo-Normandische aartsbisschop van Palermo en de minister van koning William II, op het gebied van een eerdere Byzantijnse basiliek.Volgens alle verslagen werd deze eerdere kerk opgericht door St. Gregory en werd later door de Saracens in een moskee veranderd na hun verovering van de stad in de 9e eeuw.Ophamil is begraven in een sarcofaag in de crypte van de kerk.Het middeleeuwse bouwwerk had een basiliekplan met drie aps, waarvan slechts enkele kleine architecturale elementen overleven.
De bovenste orden van de hoektorens werden gebouwd tussen de 14e en de 15e eeuw, terwijl in de vroege renaissanceperiode de zuidelijke veranda werd toegevoegd.Het huidige neoklassieke uiterlijk dateert uit het werk dat gedurende de twee decennia 1781 tot 1801 wordt uitgevoerd en onder toezicht van Ferdinando Fuga.Tijdens deze periode werd de grote terughouding door Gagini, versierd met beelden, friezen en reliëfs, vernietigd en de sculpturen verplaatst naar verschillende delen van de basiliek.Ook door Fuga zijn de grote koepel die uit het hoofdlichaam van het gebouw komt, en de kleinere koepels die de plafonds van de gangpaden bedekken.
De hoofdgevel bevindt zich aan de westkant, aan de stroom via Bonello, en heeft het uiterlijk in de 14e en 15e eeuw.Het wordt geflankeerd door twee torens en heeft een gotisch portaal overwonnen door een niche met een kostbare 15e-eeuwse Madonna.Twee lintelled Ogival Arcades, die over de straat stappen, verbinden de gevel met de klokkentoren aan de voorkant, bij het paleis van het aartsbisschoppen geannexeerd.Dit heeft een vierkante uiterlijk versierd in het bovenste gedeelte door een fijne kroon van kleinere belfries en kleine arcades.
De rechterkant heeft torentjes en een brede portiek (de huidige ingang) in Gothic-Catalaanse stijl uitgestrekt, met drie arcades, rond 1465 gebouwd en openen naar het plein.De eerste kolom aan de linkerkant behoorde tot de oorspronkelijke basiliek en de daaropvolgende moskee, zoals getuigde door het koranvers dat erop is gesneden.Het gesneden portaal van deze ingang werd uitgevoerd in de periode 1426 tot 1430 door Antonio Gambara, terwijl de prachtige houten bladeren zijn door Francesco Miranda (1432).Het mozaïek dat de Madonna afbeelde, komt uit de 13e eeuw, terwijl de twee monumenten aan de muren, werken van de vroege 18e eeuw, koning Charles III van Bourbon en Victor Amadeus II van Sardinia vertegenwoordigen, waarvan de laatste hier met zijn vrouw Anne werd gekroondMarie d'Orléans in december 1713.
Het gebied van de apsis, ingesloten door de torentjes en groots versierd op de externe muren, maakt deel uit van het oorspronkelijke gebouw van de 12e eeuw, terwijl het modernere deel van de kerk links iskant, die een vroege 16e-eeuwse portal heeft door Antonello Gagini.De zuidwestelijke gevel, kijkend naar het aartsbisschoppaleis, dateert van de 14e tot 15e eeuw.
Het interieur heeft een Latijnse kruisplan, met een schip en twee gangpaden gedeeld door pilasters.In de eerste twee kapellen van het rechter gangpad zijn het graf van keizers en koninklijke figuren hier in de 18e eeuw van hun oorspronkelijke locaties (meestal uit de basiliek zelf).Hier zijn de overblijfselen van keizer Henry VI, zijn zoon Frederick II, evenals die van Peter II van Sicilië.Een Romeinse sarcofaag is het graf van Constance van Aragon, de vrouw van Frederick.Onder de mozaïek zijn Baldachins de graven van Roger II, de eerste koning van Sicilië, en zijn dochter Constance.De laatste twee bevonden zich ooit in het transept van de kathedraal van Cefalù.
De sacramentkapel, aan het einde van de linker gangpaden, is versierd met edelstenen en Lapislazuli.Rechts, in de pastorie, is de kapel van Saint Rosalia, beschermheer van Palermo, gesloten door een rijkelijk sierlijke bronzen poort, met overblijfselen en een 17e-eeuwse zilveren urn die object van bijzondere toewijding is.
De 1466 Gothic-Catalan-stijl houten koor en de marmeren overblijfselen van de Retable van de Gagini (verwijderd tijdens de 18e-eeuwse wijzigingen) zijn ook kostbaar, evenals een marmeren standbeeld van de Madonna met kind door Francesco Laurana en pupsen (1469 (1469 (1469 (1469 (1469 (1469 (1469 (1469 (1469 (1469 (1469 (1469 (1469), een 13e-eeuws polychrome crucifix door Manfredi Chiaramonte, de heilige waterstoep op de vierde pilaster (door Domenico Gagini) en de Madonna della Scala door Antonello Gagini, op het hoge altaar van de nieuwe sacristie.De Relics Chapel bevat de relikwieën van St. Christina, St. Ninfa, St. Cosma, St. Agatha en St. Mamilianus, eerste beschermheer van Palermo