La Cattedrale, dedicata a San Feliciano, fu eretta su sito di un precedente edificio sacro del IX-X secolo, dove la tradizione vuole fosse stato sepolto il Santo. Una radicale trasformazione dell'edificio originario fu diretta da Cola da Caprarola, che gli diede la pianta attuale: a croce latina, a navata unica, con volte a crociera e una cupola all'incrocio dei bracci, disegnata da Giuliano di Baccio d'Agnolo tra il 1543 e il 1548. Una nuova trasformazione si ebbe dal 1772 al 1819, quando l'interno venne rifatto in stile neoclassico su progetto di Giuseppe Piermarini. La facciata principale si presenta, dopo i restauri novecenteschi, con una semplice forma "a capanna". Sul portale si trova una loggetta cieca e un rosone romanico tra i simboli degli evangelisti, sovrastato dal mosaico di "Cristo in Trono tra i Santi Feliciano e Messalina", opera di Carlo Botti del 1904. Su Piazza della Repubblica prospetta la facciata laterale, come se fosse una chiesa a sé: presenta un paramento a filari in pietra bianca e rossa, il portale centrale, opera dei maestri Rodolfo e Binello, mostra un disco solare nella lunetta. Ai lati della loggetta, sono posti due grifoni umiliati, in ricordo della vittoria di Foligno su Perugia. All'interno, l'altare del transetto destro ospita un Crocifisso quattrocentesco e un San Francesco orante di Francesco Pizzoni (1826); a sinistra si trova invece l'accesso alla cinquecentesca Cappella Iacobilli, affrescata da Vespasiano Strada con "Storie di San Feliciano". Il presbiterio ha forma rettangolare; subito dietro, si trova il munifico ciborio in legno dorato di Andrea Calcioni (1698), copia del più celebre presente nella Basilica di San Pietro, a Roma.