Nato da un edificio sacro preesistente forse già dal XIV secolo, epoca del sopravvissuto campanile, il Duomo di Serravalle raggiunge le attuali forme nel 1779, ad opera dell'architetto di Tolmezzo Domenico Schiavi. Nel Rinascimento si era arricchito del lavoro dei maggiori artisti locali, le opere dei quali sono ancora presenti negli altari dell'attuale chiesa.

La facciata del Duomo di Serravalle è a capanna, aperta solo da un piccolo oculo in luogo del rosone e dal portale d'ingresso timpanato. L'involucro della chiesa, privo di ogni ornamento, evidenzia un ambiente a pianta rettangolare con gli angoli smussati. Internamente la chiesa è a una sola navata, con tre altari minori per lato.

Il patrimonio di opere pittoriche è vasto e di grande valore: la pala dell'altar maggiore (Madonna con Bambino in gloria e santi Andrea e Pietro), opera cinquecentesca di Tiziano Vecellio, due pale quattro-cinquecentesche di Francesco da Milano, affreschi ottocenteschi di Giovan Battista Canal e di Felice Schiavoni. Degno di nota anche il patrimonio di opere scultoree, del quale fanno parte gli altari marmorei, tra i cui autori ci sono il secentesco Francesco Caprioli, il canoviano Marco Casagrande, attivo nel XIX secolo anche nel Duomo di Conegliano, e l'ottocentesco Giuseppe Segusini.