Katedralen uppkallad efter S. Lorenzo byggdes på XII-talet i romanska former, på platsen för en gammal församling vars register går tillbaka till 850. År 1181 erkändes den som Viterbo och Toskia huvudkyrka av påven Alexander III (1159-1181), för att få bara några år efter den officiella koncessionen av biskopsstolen.
I mitten av trettonde århundradet, katedralen tog ännu större betydelse: närvaron av påvarna i Viterbo och bosatt i den berömda påvliga palatset, gjord av katedralen, teatern av religiösa händelser och politisk tumult, och som bannlysning av Conradin av Swabia, och kröningen av sju Påvar. Templet uppfördes enligt den vanliga basilikan typologi med tre navar avslutas med så många apser (den centrala en mycket framväxande jämfört med de laterala); till denna anläggning, av tydlig romansk matris, i 1192 transept tillsattes, av lägre höjd än median skott. Det inre utrymmet, harmoniskt och monumentalt, var och är fortfarande märkt av två rader bågar direkt från kolumner med fint snidade pepparhuvudstäder.
Den senare är en värdefull produkt som utvecklats av de lokala arbetarna, som ogillade, medan de läste om det på ett personligt och livligt sätt, lektionen av de nordiska mästarna som finns i Viterbo sedan slutet av elfte århundradet. Klocktornet byggdes i slutet av det trettonde århundradet i former som redan tydligt Gotiska; skiljetecken av fyra order av dubbla mullioned fönster, Det led av de förslag som orsakas av effekten av sten bichromia av den toskanska kyrkans stiftelser (cusp tillsattes i mitten av femtonde århundradet). Den ursprungliga utformningen av katedralen var dock djupt förändrad av de insatser som sker upprepade gånger i tid, som avbröt, delvis, skarpare skanningslinjer romansk och förstörde den ursprungliga fasaden dekorerad med tre rosetter sakkunnigt genomborrat (en av dem har återmonterats på den högra sidan av kyrkan, och en annan kallades till arbete på en vägg av biskopens palats). Det nuvarande prospektet, som belyses av tre symmetriskt ordnade oculi, är resultatet av den totala återuppbyggnaden som genomfördes 1570.Inne i katedralen bevarar intressanta bildstycken, såsom fresker i apse-området, inneboende i slutet av tvåhundra, de fjortonde århundradet som fortfarande finns kvar till vänster om ingången och tårarna som kvalificerar delen ovanför ingången till dopkapellet. Förtjänar slutligen skall nämnas tabell med den så kallade Madonna av Carbonara, som är inneboende i den XII-talet; den fantastiska dopfunt tillverkad av marmor från Carrara, som gjordes vid slutet av den Femtonde århundradet, av maestro Francesco i Ancona, sarkofagen av påven Johannes XXII (1276-1277), den enda påven i portugisiska, även nämns av Dante i Paradiset; den vackra målning av högaltaret med bilden av S. Lorenzo, som byggdes av Giovan Francesco Romanelli under första hälften av sjuttonhundratalet, och de tio plattor som pryder väggarna i långhuset.
