La Cattedrale è il risultato di una serie di costruzioni e interventi che si sono succeduti nel corso dei secoli. La tradizione locale racconta che la prima Cattedrale, corrispondente all'attuale Cripta, fu fatta edificare sui resti di un tempio pagano dal Santo Vescovo Anastasio nel VI secolo. Della Cattedrale romanica rimangono pochi resti. La facciata presenta un ampio porticato con un doppio ordine di colonne, nel quale si aprono tre porte di stile romanico, arricchite da fregi. La parte superiore della facciata è opera moderna di Marcello Piacentini, composta da una balaustra in travertino e dalle statue di otto vescovi ternani, tra cui San Valentino. L’interno è a croce latina a tre navate divise da pilastri, con cappelle laterali, transetto e abside. Nella cripta, vi è la tomba di Sant’Anastasio, costruita utilizzando un'ara pagana.