La Cattedrale rappresenta il principale luogo di culto sia della città che della Diocesi Suburbicaria di Velletri-Segni. La sua prima edificazione risale al IV secolo, sul luogo di un antico tempio romano consacrato a Marte. Nel XIII secolo, su tale chiesa ne è stata costruita una nuova, con cappella sotterranea dedicata a San Eleuterio. L’interno è articolato in tre navate, l’altare maggiore presenta un ciborio sormontato da un’edicola in stile cosmatesco. L’abside è decorata da affreschi trecenteschi da poco restaurati. Da notare è il cinquecentesco organo ligneo dorato con angeli e la trecentesca icona della Madonna delle Grazie.