Prvý kostol bol postavený v 5. storočí na mieste, kde bol pochovaný svätý Geminianus, patrón Modeny. Približne v polovici 11. storočia sa však začali nové práce, aby sa existujúci kostol nahradil väčším a krajším, ale koncom toho istého storočia sa ľudia rozhodli postaviť ešte jeden, keďže druhá stavba nebola veľmi stabilná. Práce na tretej stavbe sa začali v máji 1099 a realizoval ich architekt Lanfranco s pomocou majstrov Comaciniovcov, zručných murárov a kamenárov, a sochára Wiligelma, ktorý pravdepodobne pracoval aj na fasáde. Na toto architektonické dielo sa použili rôzne materiály zo starých rímskych stavieb.V roku 1106 bolo telo svätého Geminiána prenesené do novej krypty baziliky, pričom sakrálna stavba bola len zakrytá a ešte nebola dokončená. Neskôr svoju prácu na stavbe diela poskytli aj majstri z Campione, jedným z nich bol Anselmo da Campione, ktorý postavil zvonicu a dokončil katedrálu.Celou stavbou prechádza rad lodžií, ktoré sa nachádzajú vo výške ženských galérií a tvoria súčasť slepých arkád. Fasáda je šikmá a je rozdelená dvoma pilastrami na tri sektory, ktoré zodpovedajú lodiam. Sú tu tri portály, všetky bez luniet; dva bočné portály sú menšie, kým stredný je väčší.n strede stojí ružicové okno, ktoré vytvorili majstri z Campionese v 13. storočí, a nad ním štyria evanjelisti, každý zobrazený so svojím symbolom, s Vykupiteľom uprostred. Za zmienku stoja aj bočné dvere: Porta Regia z ružového mramoru, pričom celá katedrála je biela, Porta dei Principi a Porta della Pescheria. Priečelie je zakončené mramorovým anjelom, ktorý si na prsiach drží kvet, a od roku 1938 boli obnovené aj veže. Vedľa katedrály sa nachádza Ghirlandina, zvonica vysoká niečo vyše 86 metrov, symbol mesta Modena, ktorej názov je odvodený od dvoch "girland", mramorových zábradlí, ktoré ju charakterizujú.Kostol má tri lode, z ktorých každá sa končí apsidou, a nemá transept. Presbytérium a chór sú vyvýšené nad kryptou.
