Chiesa madre della diocesi omonima, è dedicata ai santi Mariano e Giacomo, martiri a Lambaesis in Numidia, le cui reliquie sono conservate sotto l'altare centrale.

 

L'attuale Cattedrale in stile gotico, sorge sul luogo di un precedente edificio romanico antecedente all'anno Mille. La costruzione dell'edificio attuale venne iniziata su progetto di Giovanni da Gubbio verso il 1190-94 sull'area concessa dal vescovo Bentivoglio. La chiesa venne terminata nelle sue forme essenziali nel 1229, per poi essere ampliata nel 1336 e rimaneggiata nel corso del XVI e XVIII secolo: lavori di restauro effettuati tra il 1913 e il 1918 hanno ripristinato internamente l'aspetto originale, eliminando le sovrastrutture tardo-barocche, mentre l'aspetto esterno è ancora quello gotico originale.

 

La facciata fu realizzata durante l'episcopato di Pietro Gabrielli (1326 - 1345), che alla morte si fece tumulare in una nicchia nel lato interno della stessa. Presenta un portale a sesto acuto, sopra il quale è una grande finestra attorniata da cinque bassorilievi del XIII secolo raffiguranti i simboli dei quattro evangelisti e l’Agnus Dei. Affianca l'edificio una robusta torre campanaria medievale.

 

L'interno si presenta nella caratteristica struttura eugubina, ad un'unica navata ritmata da una sequenza trasversale di dieci imponenti archi ogivali, soffitto a capriate, e coro rettangolare con abside . I recenti lavori di restauro hanno portato alla scoperta di un sepolcro di stile gotico, di due statue di pietra raffiguranti dei santi e soprattutto dell'altare originario, costituito da un sarcofago d'epoca romana abbellito nel medioevo da colonnine di marmo rosa: in questo sarcofago sono le reliquie dei santi titolari della cattedrale. Sopra l'altare è un importante Crocifisso in legno del XIII secolo.

 

Sono diverse le cappelle laterali con numerose opere d'arte, tra cui quelle di Benedetto e Virginio Nucci (Madonna con Bambino e Santi), Dono Doni, Antonio Gherardi (Nascita della Vergine), Sinibaldo Ibi, Giuliano Presutti; altre importanti opere ed oggetti di culto sono conservati nell'annesso museo della cattedrale. La chiesa ospita anche due organi del XVI secolo.

 

È opera recente (Augusto Stoppoloni 1916-1918) la decorazione dell'abside e dell'arco trionfale, nonché di alcune cappelle laterali.

 

La pavimentazione risale al XVI secolo e fu realizzata durante l'episcopato di Federico Fregoso.