L'église, dont la construction fut décidée dans les années 1360 par le pape Urbain V, a succédé à trois autres sanctuaires, le premier d'époque mérovingienne, le second préroman, l'avant-dernier roman. Richement décorée, elle fut victime des troubles des guerres de religion et dut être en grande partie reconstruite au début du XVIIe siècle , elle sera achevée au XIXe siècle par l'adjonction d'un portail néo-gothique.
Élevée au rang de basilique mineure en 1874, la cathédrale offre notamment à la vénération des fidèles une vierge noire du XIIe siècle. Son mobilier comprend des orgues et des boiseries du XVIIe siècle, des tapisseries d'Aubusson du début du XVIIIe siècle, un maître-autel du XXe siècle , on y conserve aussi le battant de la « Non-Pareille », la plus grosse cloche de la chrétienté à l'époque de sa mise en place.