Gereja pertama dibina pada abad ke-5 di tapak di mana San Geminiano, santo penaung Modena, dikebumikan. Walau bagaimanapun, sekitar pertengahan abad ke-11, kerja-kerja baru mula menggantikan gereja yang sedia ada dengan yang lebih besar dan lebih cantik, tetapi sudah pada penghujung abad yang sama, orang ramai memutuskan untuk membina satu lagi, memandangkan bangunan kedua telah dibina. tidak begitu stabil. Kerja-kerja untuk pembinaan ketiga bermula pada Mei 1099 dan telah dijalankan oleh arkitek Lanfranco dengan bantuan tuan Comacini, tukang batu dan pemotong batu yang mahir, dan oleh pengukir Wiligelmo, yang mungkin juga menjaga fasad. Untuk kerja seni bina ini, seluruh siri bahan dari bangunan Rom lama telah digunakan.Pada tahun 1106 mayat San Geminiano telah dipindahkan ke kubur baru basilika, dengan bangunan suci hanya ditutup dan belum siap. Selepas itu, tuan Campionesi juga meminjamkan kerja mereka untuk merealisasikan kerja ini, salah satunya adalah Anselmo da Campione, yang membina menara loceng dan menyiapkan katedral.Seluruh bangunan dilintasi oleh satu siri loggia, yang terletak di ketinggian galeri wanita, dan merupakan sebahagian daripada gerbang buta. Fasad adalah condong dan dibahagikan oleh dua pilaster kepada tiga sektor, sepadan dengan bahagian tengah. Terdapat tiga portal, semuanya tanpa lunet, dua sisi lebih kecil manakala bahagian tengah lebih besar.Pusatnya adalah tingkap mawar, yang dibuat oleh tuan Campionesi pada abad XIII dan di atasnya empat penginjil, masing-masing digambarkan dengan simbolnya sendiri, dengan Penebus di tengah. Pintu sisi juga patut disebut: Porta regia, diperbuat daripada marmar merah jambu, manakala seluruh katedral berwarna putih, Porta dei Principi dan Porta della Pescheria. Fasad diatasi oleh malaikat yang diperbuat daripada marmar yang memegang bunga di dadanya dan sejak 1938 cusps juga telah dipulihkan. Di sebelah katedral adalah Ghirlandina, menara loceng hanya lebih daripada 86 meter tinggi, simbol bandar Modena, yang namanya berasal dari dua "ghirlande", pagar marmar, yang mencirikannya.Gereja ini mempunyai tiga nave, masing-masing berakhir dengan apse, dan tanpa transept. Presbyteri dan koir dinaikkan di atas kubur.