La catedral, dedicada a San Lorenzo Mártir de Santa María Assunta, fue construida a partir de los últimos años del siglo XIII, como lo atestigua la inscripción, una copia del siglo XIX de un original perdido, colocada en el exterior cerca del ángulo suroeste, que recuerda al arquitecto sienés Sozzo Rustichini, para ser completada entre 1330 y 1340. La catedral tal y como aparece hoy en día es el resultado de una serie de modificaciones, algunas de ellas profundas, que han tenido lugar a lo largo del tiempo: primero una renovación del siglo XVI, luego una restauración muy extensa que duró todo el siglo XIX. En 1530 se documenta que la iglesia estaba en peligro de colapso. Entre 1538 y 1540 fue reconstruida o al menos profundamente modificada. Mientras tanto, entre los siglos XVI y XVII, se construyeron nuevos altares; en 1709 el nuevo altar de la Madonna delle Grazie fue realizado sobre un diseño de Giovanni Battista Foggini y realizado por Giovanni Antonio Mazzuoli. La intervención del siglo XIX intentó devolver a todo el edificio una pureza gótica abstracta, optando por un arreglo de compromiso: se eliminaron algunos altares barrocos; un falso revestimiento de banda, imitando el de piedra en el exterior, se hizo con yeso de color en los pilares y los arcos. La primera fase de la restauración (1816-1845) se refiere a la fachada; la segunda (1860-1865) se debe a la reestructuración radical del interior; la tercera (1890-1897) está vinculada a la finalización del portal lateral; la cuarta fase está representada por la restauración y la elevación del campanario (1911). La fachada, orientada hacia el oeste, puede remontarse al siglo XIV en líneas generales, pero muy poco se remonta a ese período. En particular, las esculturas que representan a los cuatro evangelistas pueden atribuirse a la fase del siglo XIV. El lado que da a la Plaza Dante es en gran parte original, excepto por la coronación del portal, que quedó inconcluso y se completó en 1897. La luneta con el grupo de la Virgen y el Niño entre los ángeles, coronada por el Cristo Bendito entre los evangelistas, y las figuras laterales de los profetas con altas espirales son obra del sienés Leopoldo Maccari. Apoyado en el lado norte de la catedral está el campanario, construido en 1402, pero elevado por un piso y modificado radicalmente en 1911. En el interior, las dos vidrieras del siglo XV en el lado que da a la Plaza Dante se atribuyen a Benvenuto di Giovanni (alrededor de 1470). La pila bautismal y el aediculo de mármol de la Madonna delle Grazie de Matteo di Giovanni (1470) son ambos de Antonio Ghini (1470 y 1474), mientras que el altar debajo de la Madonna, hecho en 1709, es de G.A. Mazzuoli.
