Die erste Kirche wurde im 5. Jahrhundert an der Stelle errichtet, an der der heilige Geminianus, der Schutzpatron von Modena, begraben war. Um die Mitte des 11. Jahrhunderts begannen jedoch neue Arbeiten, um die bestehende Kirche durch eine größere und schönere zu ersetzen, aber gegen Ende desselben Jahrhunderts beschlossen die Menschen, eine weitere Kirche zu bauen, da das zweite Gebäude nicht sehr stabil war. Die Arbeiten am dritten Bauwerk begannen im Mai 1099 und wurden vom Architekten Lanfranco mit Hilfe der Comacini-Meister, geschickten Maurern und Steinmetzen, und dem Bildhauer Wiligelmo, der wahrscheinlich auch an der Fassade arbeitete, ausgeführt. Für dieses architektonische Werk wurde eine Vielzahl von Materialien aus alten römischen Gebäuden verwendet. Im Jahr 1106 wurde der Leichnam des heiligen Geminianus in die neue Krypta der Basilika überführt, wobei der Sakralbau nur überdacht und noch nicht fertiggestellt war. Später trugen auch Meister aus Campione zu ihrer Verwirklichung bei, darunter Anselmo da Campione, der den Glockenturm baute und die Kathedrale vollendete. Das gesamte Gebäude wird von einer Reihe von Loggien durchzogen, die sich auf der Höhe der Frauengalerien befinden und einen Teil der blinden Arkaden bilden. Die Fassade ist schräg und wird durch zwei Pilaster in drei Sektoren unterteilt, die den Kirchenschiffen entsprechen. Es gibt drei Portale, alle ohne Lünetten; die beiden seitlichen Portale sind kleiner, während das mittlere größer ist. n der Mitte befindet sich eine Rosette, die von den kampionesischen Meistern im 13. Jahrhundert angefertigt wurde, und darüber die vier Evangelisten, die jeweils mit ihrem eigenen Symbol dargestellt sind, mit dem Erlöser in der Mitte. Auch die Seitentüren sind erwähnenswert: die Porta Regia aus rosafarbenem Marmor, während die gesamte Kathedrale weiß ist, die Porta dei Principi und die Porta della Pescheria. Die Fassade wird von einem Engel aus Marmor gekrönt, der eine Blume an seine Brust drückt. Seit 1938 wurden auch die Türme restauriert. Neben der Kathedrale befindet sich die Ghirlandina, der über 86 Meter hohe Glockenturm, das Wahrzeichen der Stadt Modena, dessen Name sich von den beiden "Girlanden", den Marmorgittern, ableitet, die ihn kennzeichnen. Die Kirche besteht aus drei Schiffen, die jeweils in einer Apsis enden, und hat kein Querschiff. Das Presbyterium und der Chor liegen erhöht über der Krypta.