Nhà thờ đầu tiên được xây dựng vào thế kỷ thứ 5 trên địa điểm chôn cất San Geminiano, vị thánh bảo trợ của Modena. Tuy nhiên, vào khoảng giữa thế kỷ 11, các công trình mới bắt đầu thay thế nhà thờ hiện tại bằng một nhà thờ lớn hơn và đẹp hơn, nhưng vào cuối thế kỷ đó, người dân quyết định xây dựng một nhà thờ khác, vì tòa nhà thứ hai đã bị phá hủy. không ổn định lắm. Công việc xây dựng lần thứ ba bắt đầu vào tháng 5 năm 1099 và được thực hiện bởi kiến trúc sư Lanfranco với sự giúp đỡ của các bậc thầy Comacini, những người thợ xây và thợ cắt đá lành nghề, và bởi nhà điêu khắc Wiligelmo, người có lẽ cũng đã chăm sóc phần mặt tiền. Đối với công trình kiến trúc này, một loạt các vật liệu từ các tòa nhà La Mã cũ đã được sử dụng.Năm 1106, thi thể của San Geminiano được chuyển đến hầm mộ mới của vương cung thánh đường, với tòa nhà thiêng liêng chỉ có mái che và chưa được hoàn thành. Sau đó, các bậc thầy Campionesi cũng cho mượn công việc của họ để thực hiện công việc này, một trong số đó là Anselmo da Campione, người đã xây dựng tháp chuông và hoàn thành nhà thờ.Toàn bộ tòa nhà được cắt ngang bởi một loạt hành lang, nằm ở độ cao của các phòng trưng bày dành cho phụ nữ, và là một phần của các mái vòm mù. Mặt tiền dốc và được chia bởi hai hoa tiêu thành ba khu vực, tương ứng với các gian giữa. Có ba cổng, tất cả đều không có mặt trăng, hai cổng bên nhỏ hơn trong khi cổng trung tâm lớn hơn.Trung tâm là một cửa sổ hoa hồng, do các bậc thầy Campionesi làm vào thế kỷ XIII và phía trên là bốn nhà truyền giáo, mỗi người được mô tả bằng biểu tượng của riêng mình, với Chúa Cứu thế ở trung tâm. Các cửa bên cũng đáng được nhắc đến: Porta regia, làm bằng đá cẩm thạch màu hồng, trong khi toàn bộ nhà thờ có màu trắng, Porta dei Principi và Porta della Pescheria. Mặt tiền được bao bọc bởi một thiên thần làm bằng đá cẩm thạch đang ôm một bông hoa trước ngực và kể từ năm 1938, các đỉnh cũng đã được trùng tu. Bên cạnh nhà thờ lớn là Ghirlandina, tháp chuông chỉ cao hơn 86 mét, biểu tượng của thành phố Modena, tên bắt nguồn từ hai lan can bằng đá cẩm thạch "ghirlande", đặc trưng cho thành phố.Nhà thờ có ba gian giữa, mỗi gian kết thúc bằng một apse và không có gian giữa. Nhà thờ và dàn hợp xướng được nâng lên phía trên hầm mộ.