La prima Chiesa Madre di cui si ha notizia storica è la Chiesa di Santa Maria, poi detta degli Angeli (dalla presenza di un quadro della Madonna attorniata da angeli) o la Vetere. per distinguerla dalla nuova Chiesa Madre, costruita intorno all'anno 1000 come Cappella palatina del Castello di Pietrarossa e divenuta sede parrocchiale con un decreto di Federico II nel 1239. Prima di essa la cura delle anime era affidata all'Abbazia di Santo Spirito (sin dal 1095).

 

Nel 1400 la parrocchia fu trasferita nella chiesa di Santa Domenica, all'interno dell'abitato cittadino, e, nel 1518, nella più ampia chiesa di San Domenico.

 

Nel XVI secolo la città si espanse a Nord del Castello e della Chiesa Madre, che rimasero periferici, e il popolo manifestò la volontà di avere una Chiesa Madre più grande e più centrale. L'Arciprete Francesco Diforti nel 1545 costituì una deputazione per la costruenda nuova Chiesa Madre, che ottenne la cessione della chiesetta dell'Immacolata e di un ampio appezzamento di terra nel cosiddetto Chianu di l'olivi, prospiciente la chiesa e il convento del Carmine.

 

Nel 1570, con la solenne posa della prima pietra, si iniziò la costruzione del Tempio, che venne portato a termine nel 1622, originariamente era a tre navate, terminanti in tre cappelloni, quello centrale dedicato all'Immacolata, quello di sinistra al Santissimo Sacramento e quello di destra a San Michele Arcangelo. Le navate terminavano prima dell'attuale transetto.

 

Dal 1718 al 1720, a spese dell'Arciprete Raffaele Riccobene, fu chiamato il pittore fiammingo Guglielmo Borremans (1670-1744), che, insieme al figlio Luigi, affrescò la volta e la navata centrale, e dipinse la pala dell'altar maggior, raffigurante l'Immacolata Concezione.

 

Il 26 luglio 1733 la Chiesa Madre fu consacrata dal vescovo di Agrigento Lorenzo Gioeni, sotto il titolo di Santa Maria la Nova e San Michele Arcangelo.

 

Don Raffaele Riccobene, per testamento, lasciò anche un'ingente somma per completare le decorazioni interne e, se fossero rimasti soldi, per il prospetto esterno. I lavori per il prospetto e l'innalzamento del campanile sinistro iniziarono nel 1782 e si conclusero con la costruzione del campanile destro nel 1856. Nel 1848, con 400 onze donate dalla baronessa Agata Barile Giordano, fu costruita una cancellata in ferro per chiudere il sagrato, poi ridotta nel 1892 e tolta negli anni '50, fu ripristinata, sebbene assai più piccola, nel 2010, con il lavoro gratuito della categoria fabbri, della Real Maestranza.

 

Nel frattempo, essendo stata istituita la diocesi di Caltanissetta nel 1844, la Chiesa Madre fu eretta a Cattedrale, come ricorda la lapide posta sul portone centrale.

 

Nel 1922 iniziarono i lavori di ampliamento (costruzione del transetto e del presbiterio), che, bloccati durante la Seconda Guerra Mondiale, ripresero subito dopo, a causa del violento bombardamento del 9 luglio 1943, che distrusse parte della volta affrescata. I lavori, compreso il rifacimento della volta, furono completati nel 1946.

 

Presenta un'ampia facciata spartita da lesene affiancate da due campanili e domina l'intera piazza Garibaldi. L'interno, a croce latina, è diviso in tre navate e sostenute da quattordici arcate, ciascuna dedicata ad un personaggio dell'Antico Testamento, e prima del bombardamento del 1943, sostenenti le figure dei dodici apostoli. Nel punto di intersezione fra i due bracci della croce, al di sopra dell'altare, si trova la cupola.

 

L'apprezzabile serie di affreschi che orna la navata centrale è opera del pittore fiammingo Guglielmo Borremans (1670-1744) che lavorò nel capoluogo nisseno nel 1720. Le tre scene centrali costituite dalle scene dell'Immacolata Concezione, dell'Incoronazione della Vergine e del trionfo di san Michele, si presentano al visitatore insieme a raffigurazioni di angioletti, nuvolette e stucchi dorati a tema floreale. Il sontuoso apparato decorativo in stucco costituito da fregi, volute, medaglioni, conchiglie, finti pilastri e colonne, secondo lo stile rocaille, fu realizzato da Francesco Ferrigno. Opera autografa con l'iscrizione "Franciscus Ferrigno, Architectus Panormitanus" documentata sulla finta edicola dell'altare maggiore.

 

Nella seconda cappella di destra è notevole, invece, la presenza della splendida Immacolata, una statua lignea del 1760 con preziosi panneggi in lamina d'argento. Nella cappella situata a fianco di quella maggiore trovano posto le rappresentazioni dell'arcangelo Michele (patrono dal Seicento della città), simulacro in legno nato dall'abilità dell'autore Stefano Li Volsi, e degli arcangeli Gabriele e Raffaele, sculture marmoree realizzate dall'artista Vincenzo Vitaliano. Sull'altare maggiore si può ammirare l'Immacolata e Santi, una grande pala del Borremans. Meritevoli di attenzione, infine, un prezioso organo intagliato e decorato, una tela raffigurante la Madonna del Carmelo di Filippo Paladini (1544-1614) e un Crocifisso un tempo attribuito a fra' Umile da Petralia (1580-1639).

 

Nella navata destra, presso la cappella del SS. Sacramento, un tempo cappella del coro, si ammira una grande vetrata compiuta in due tempi, nel 1958 e nel 1965, da Amalia Panigati, con le Storie della vita di sant'Orsola e di san Francesco Saverio.

 

L'esterno del duomo è valorizzato dal vasto ed animato piazzale, dedicato a Giuseppe Garibaldi: di fronte si erge la cinquecentesca chiesa di san Sebastiano, al centro la scenografica fontana del Tritone, di Gaetano Averna (sistemata in loco il 15 dicembre 1956), con il gruppo in bronzo del 1890 dello scultore Michele Tripisciano (1860-1913).

 

Opera di Stefano Li Volsi, di Nicosia, raffigura l'arcangelo Michele intento a tenere nella mano sinistra una catena, e nella destra una lancia; ai piedi è rappresentato il demonio sottomesso. La statua fu commissionata al Li Volsi mentre stava lavorando alla scultura di un angelo, e per far fronte alla richiesta della città, ne modificò il volto per adattarlo a quello di san Michele. Per questo motivo la testa risulta essere di legno d'olivo, mentre il resto del simulacro è di legno di salice. La differenza nel materiale della testa diede adito alla leggenda secondo la quale lo scultore, non soddisfatto del volto della sua scultura, si mise a pregare e lo trovò già terminato «a opera degli angeli».