A Catedral de Belluno determina a pedra angular histórico-religiosa da cidade, sendo cercada por importantes edifícios que cercam a praça em que se encontra. Na verdade, ele é coroado pelo antigo Palácio do Tribunal, a câmara Municipal, o Palácio dos reitores (Prefeitura), o Auditório, o batistério e o palazzo Piloni, sede da administração provincial. Construída no antigo centro urbano, a primeira informação sobre ela remonta ao ano 547, quando o Bispo Felice – como sinal de gratidão votiva – a nomeou em homenagem a São Martinho Bispo de Tours. Da igreja medieval primitiva original permanecem alguns fragmentos de pedra com motivos decorativos na tecelagem de vimineo (secc. IX-X), já usado como material de transporte, encontrado durante as restaurações após o terremoto de 1936. A simples fachada de pedra tem duas janelas góticas, um rico portal barroco e uma janela rosa Central fechada por um vidro em que os santos são retratados. À esquerda, a Torre do Sino barroco, toda em pedra, tem 71 metros de altura e foi projetado pelo arquiteto de Messina Filippo Juvara. O interior, majestoso e elegante, é dividido em três naves com arcos muito altos típicos de igrejas góticas. As paredes são caracterizadas por altares de mármore do século XVIII, enquanto a cúpula brilha arejada e cheia de luz. Entre as mais importantes obras encontramos a cena do martírio de San Lorenzo de 1571 por Jacopo Bassano, a deposição de Palma, o filho, e, no primeiro altar da direita, encontramos o retábulo de Andrea Meldolla, conhecido como o Schiavone.
