幾何学模様、ジッグラトのような狭間溝、マヨリカの丸屋根、盲アーチが特徴のパレルモ大聖堂は、何世紀にもわたる改修工事により美観が損なわれてきましたが、シチリア独特のアラブ・ノルマン建築様式の代表的な例となっています。内部は規模は印象的ですが、基本的には大理石の殻で、最も興味深い特徴はノルマン王家の墓（入って左側）財務省（コンスタンス・オブ・アラゴンの宝石で飾られた13世紀の王冠が所蔵されている）と、屋根。
建設は、パレルモ大司教でウィリアム2世の家庭教師を務めていたイギリス人のウォルター・オブ・ザ・ミル（グアルティエロ・オファミリオ）の命により、1184年に始まりました。ウォルターは絶大な権力を持ち、無制限の資金を自由に使うことができましたが、モンレアーレの壮麗な大聖堂の建設により、自分の権力が衰えていくのを感じました。彼の解決策は、パレルモに同様に壮麗な大聖堂の建設を命じることでした。この大聖堂は、9世紀のモスク（それ自体がかつての礼拝堂の上に建てられました）の場所に建てられました。南側のポーチには、モスクの元々の装飾の細部が見られ、コーランの一節が刻まれた柱があります。大聖堂の規模と外観の壮麗さは、当時起こっていた教会と王位の権力闘争の表明となり、潜在的に危険な状況でしたが、ウォルターが（1191年に）亡くなり、完成した建物を見ることも自慢することもできなくなりました。
それ以来、大聖堂は大きく改修され、時には大成功を収め（アントニオ・ガンバラの15世紀の3つのアーチを持つ柱廊玄関は完成までに200年かかり、カタルーニャ・ゴシック建築の傑作となった）、時にはあまり幸運ではない結果に終わった（フェルディナンド・フーガの不格好なドームが1781年から1801年の間に追加された）こともあった。ありがたいことに、フーガの手が加わった部分は東側の外装には及ばなかったため、今でもウォルターのオリジナルの大聖堂の異国情緒あふれる織り交ぜたデザインで飾られている。南西側のファサードは13世紀と14世紀に敷かれたもので、ゴシック様式の地元の職人技の美しい例である。ガンバラの3つの壮大なアーチを通る大聖堂の入り口の正面には庭園があり、パレルモの守護聖人の一人であるサンタ・ロザリアの像が立っている。 アーチの上にある美しいインターシア模様の装飾には、果物、人間、あらゆる種類の動物を描いた 12 個の円形の複雑なイスラム風幾何学構成で生命の樹が描かれています。これは 1296 年にまで遡ると考えられています。
大聖堂に入って左手にある記念エリアには、ノルマン王家の墓がいくつかあり、シチリアの最も偉大な統治者 2 人、ルッジェーロ 2 世 (左後方) とホーエンシュタウフェン家のフリードリヒ 2 世 (左前方)、ヘンリー 6 世、ウィリアム 2 世の遺骨が納められています。大聖堂の宝物庫には、ノルマン時代の宝石や宗教的遺物の小さなコレクションが収められています。最も素晴らしいのは、13 世紀のコンスタンス オブ アラゴン (フリードリヒ 2 世の妻) の見事な王冠で、地元の職人が精巧な金線細工で作り、宝石をちりばめています。さらに奇妙な宝物としては、銀の聖遺物箱に納められているサンタ ロザリアの歯と遺灰などがあります。
