De westelijke klokkentoren

Op de plaats van het huidige gebouw werd reeds in de zesde eeuw, ten tijde van paus Gregorius I, een kathedraal opgericht. De Arabieren maakten, na hun verovering van Sicilië, van de kathedraal een moskee. Tot deze Grote Moskee behoorde niet alleen het gebedshuis voor het vrijdaggebed, maar ook de madrassa, een bibliotheek en een badhuis. Nadat Roger I Palermo had veroverd op de Arabieren, werd de moskee wederom de zetel van het aartsbisdom Palermo.

Toen de oude kathedraal in 1169 door een aardbeving zwaar beschadigd raakte, besloot aartsbisschop Walter Offamilio de kathedraal volledig af te breken en een nieuwe te bouwen. De nieuwbouw werd in de jaren 1179-1185 gebouwd en was een typerend voorbeeld van de Arabisch-Normandische architectuur. Niet alleen de oorspronkelijke kathedraal werd gesloopt, maar ook de bijgebouwen van de Grote Moskee.

Van de veertiende tot de zestiende eeuw werd het gebouw meermalen uitgebreid. Het hoofdportaal werd van de westzijde naar de zuidzijde verplaatst en daarvoor werd een groot plein aangelegd. Het zuidelijke portaal werd rond 1465 gedecoreerd in de Catalonische laatgotische stijl.

In de jaren 1781-1801 werd het aanzien van de kathedraal aanzienlijk veranderd door de architect Ferdinando Fuga door een grootschalige renovaties van het exterieur en interieur. Fuga bouwde een neoclassicistische koepel boven de kruising en verving de daken van de zijbeuken door een reeks van kleine koepels. Het interieur kreeg een classicistisch uiterlijk doordat Fuga de kolommen tussen het schip en de zijbeuken, met hun gotische spitsbogen, verving door een massieve pilaren en bogen.

De laatste veranderingen aan de kathedraal vonden plaats in de negentiende eeuw toen de grote westelijke klokkentoren een neogotisch uiterlijk kreeg.