La prima notizia sulla chiesa risale al 1223, mentre alcuni lavori di ampliamento furono registrati nel 1330. Papa Urbano VI nel 1387 la dotò di un capitolo di canonici e la elevò a chiesa collegiata dotandola del fonte battesimale.

L'esterno è rivestito di marmi bianchi che abbondano nella zona, con una facciata dal profilo fortemente spiovente, dalla quale si intuisce il profilo interno con le tre navate. Sui tre portali tre lunette scolpite riportano scene della passione di Cristo, attribuite genericamente alla scuola pisana. Nel transetto destro si apre un'altra porta su Via Garibaldi, anche questa sormontata da una lunetta scolpita raffigurante San Giovanni Battista, opera trecentesca di Bonuccio Pardini. Gli stemmi sulla facciata ricordano la dominazione genovese e fiorentina sulla città, oltre a un grande stemma di Leone X. Il rosone in marmo è attribuito a Riccomanno Riccomanni (XIV secolo).

Il Pulpito marmoreo, fra le pregevoli opere del Duomo, è da considerarsi il capolavoro: la tazza esagonale con sculture in altorilievo si attribuisce a Donato Benti (1508), il piedistallo su cui poggia invece a Lorenzo Stagi (1504), la scala poi, finemente scolpita in un unico pezzo di marmo, è di Andrea Baratta (1696). Nella cappella del transetto a destra dell'altare maggiore si trova la venerata reliquia della cosiddetta Madonna del Sole, un dipinto su tavola con una Madonna con Bambino tra santi di un anonimo pittore tardogotico, che è datato 1424 e che viene esposto solo durante celebrazioni particolari.