To, co jest teraz piazza Giovanni XXIII, wznosi się w południowej części tego, co było świętym obszarem Forum Romanum w epoce Augusta Praetoria, naznaczonej spektakularnie przez Cryptoporticus.

Kluczowe znaczenie tego obszaru dla życia miasta było nie mniej ważne w ciągu stuleci, w których nastąpił postępujący upadek i koniec tego, co stanowiło świat rzymski: na wschód od Cryptoporticus, w W rzeczywistości wzniesiono pierwszy budynek poświęcony wierze chrześcijańskiej.

W tym wcześniej istniejącym kompleksie, pod koniec IV wieku, zbudowano katedrę. Był to budynek o imponujących wymiarach, z jedną nawą apsydalną, z baptysterium na zachodzie i różnymi aneksowanymi pokojami, z których jeden był przeznaczony do wykorzystania jako wtórna baptysterium.

Fasada znajdowała się kilka metrów od struktur wschodniego skrzydła kryptoportiku i była praktycznie połączona z tym samym przez struktury głównej baptysterium. Kompleks ten, do którego dodano kilka południowych pomieszczeń, aby mogły być używane jako rezydencja biskupia lub miejsca zamieszkania dla duchowieństwa, był używany przez kilka stuleci, a jego wygląd nie uległ żadnym znaczącym zmianom, z wyjątkiem późnośredniowiecznego konstruktywna faza, aż do epoki wielkiego romańskiego placu budowy, która dała katedrze wygląd, który nadal ma zasadniczo do dzisiaj.

Ważny cykl fresków, które zostały wyeksponowane na strychu kościoła, również pochodzi z tej fazy XI wieku: razem z tymi z Sant'Orso, przyczyniły się one do uczynienia Aosty jedną z głównych centra sztuki ottonowskiej w Europie.
W drugiej połowie XI wieku zachodnia część budynku została całkowicie przebudowana, składała się z dwóch wież i zwisającej centralnej absydy, w XIII wieku dwie z pięciu oryginalnych absyd zostały zburzone, a obszar ambulatoryjny został zbudowany, przypominający pierścień korytarz wokół chóru.

Od XV wieku do początków XVI wieku biskupi z Aosty zaplanowali radykalną interwencję restauracyjną w kościele i wzbogacili ją licznymi dziełami sztuki. Górny chór, w którym dominował drewniany krucyfiks z XIV wieku, ma dwa poziomy siedzeń wyrzeźbionych około 1460 roku, na podłodze znajdują się dwie mozaiki z XII i XIV wieku, przedstawiające miesiące roku i serię prawdziwych i pomysłowych zwierząt wraz z rzekami Tygrys i Eufrat.

Ołtarz główny jest barokowy, wykonany z czarnego marmuru z wielobarwną intarsją. Istnieją dwie klatki schodowe prowadzące z chóru, jedna po prawej, a druga po lewej, dają dostęp do 11-wiecznej krypty, jej układ jest wyartykułowany wokół trzech naw oddzielonych zwinnymi, małymi średniowiecznymi kolumnami i solidniejszym, ponownie wykorzystanym romańskim kolumny. Na dolnej ścianie widoczne są oryginalne wejścia na zachód.

Fasada katedry składa się z dwóch odrębnych części: atrium z XVI wieku i neoklasycznej części frontowej, która została dodana w 1848 roku. Atrium ma elegancki projekt architektoniczny z terakoty, ozdobione rzeźbami i freskami przedstawiającymi życie Matki Boskiej, której poświęcony jest kościół, wspaniały przykład sztuki renesansowej w Dolinie Aosty.

Obok kościoła, po stronie północnej, znajduje się klasztor. Jest to budynek w kształcie trapezu, który został ukończony w 1460 roku i który zastępuje podobny, który stał już w XI wieku. Jego elementy architektoniczne charakteryzują się obecnością różnych materiałów: szarego bardiglio, używanego do pilastrów, na przemian z wapnem krystalicznym na kapitele i wapienie, używanego do asharów łuków. Istnieją dwa rodzaje stolic: niektóre są ozdobione motywami roślinnymi i figurami mężczyzn i zwierząt, inne mają nazwiska tych, którzy przyczynili się do wyrzeźbionej w nich konstrukcji. Na centralnym placu znajduje się romańska kolumna zwieńczona stolicą koryncką, prawdopodobne świadectwa pobliskiego obszaru sądowego. Około 1860 r. Południowe skrzydło klasztoru zostało w większości wyburzone, aby zapewnić miejsce na neogotycką kaplicę różańcową.

Muzeum Skarbów zapewnia znaczący przegląd sztuki Valle d'Aosta między XIII a XVIII wiekiem, łącząc elementy z bogatego skarbu katedry z pewnymi dziełami sztuki pochodzącymi z różnych parafii w Dolinie.