Katedra została rozbudowana w XIV wieku, wówczas otrzymała wieżę, która zawaliła się w 1405, zaś w 1425 odbudowano ją. Wcześniej, w roku 1336, Giacomo Stefaneschi, kardynał Saint-Georges, zaprosił do Awionionu Simone Martiniego, czołowego malarza włoskiego Trecenta, przedstawiciela szkoły sieneńskiej. Zlecił on artyście namalowanie fresków w kruchcie świątyni, które wykonał w 1343. Świątynię rozbudowano po 1425, a w XVII wieku została częściowo przebudowana w duchu baroku. W 1859 wieku wieżę zachodnią zwieńczono monumentalną, pozłacaną figurą Najświętszej Marii Panny.
Katedra jest świątynią jednonawową z kaplicami bocznymi, krótkim, poligonalnie zamkniętym prezbiterium i masywem zachodnim z wieżą poprzedzonym kruchtą. Wnętrze nakryte jest sklepieniem kolebkowym z gurtami oddzielającymi poszczególne przęsła. Na wysokości przedostatniego przęsła znajduje się kopuła. Kaplice oddzielone są za pomocą barokowych arkad, ponad którymi znajduje się strefa balkonów z ozdobnymi balustradami. Na zewnątrz świątynia ozdobiona jest antycznymi spoliami – fragmentami kolumn korynckich pochodzących z czasów rzymskich. Na wieży wisi 36 dzwonów, wśród których największy waży 9 ton.