La cathédrale actuelle est construite sur l'emplacement d'un bâtiment de l'église datant du IVe siècle. Au cours du Moyen Âge, l'église a été rénovée à plusieurs reprises. Au XIe siècle, eut lieu la première restauration, en raison de sa dégradation excessive et de l'incendie (997) qui avait bouleversé la structure. Au XIIe siècle, date du campanile encore existant, la cathédrale avait cinq nefs divisées par des colonnes, avec un transept, et était précédée par un grand portique. L'abside est ornée de mosaïques et dans le sanctuaire a été placée la chaire sculptée par Benedetto Antelami.
Dans la seconde moitié du XVIe siècle, Pellegrino Tibaldi, a réaménagé le bâtiment, détruisant ce qui restait de l'église médiévale, dont le chœur et le presbytère ; elle a été redéfinie avec la construction de chapelles sur les côtés, et de nouvelles allées, ces travaux ont pris fin au XVIIIe siècle. Au début du XIXe siècle, l'urne contenant les ossements de Saint Eusèbe a été placée sous l'autel.
↑ a et bPaolo Cozzo, « Stratégie dynastique chez les Savoie: une ambition royale, XVI-XVIIIe siècle », dans Juliusz A. Chrościcki, Mark Hengerer, Gérard Sabatier, Les funérailles princières en Europe, XVIe – XVIIIe siècle : Volume I : Le grand théâtre de la mort, Les Editions de la MSH, , 412 p. (ISBN978-2-73511-686-7, lire en ligne), p. 228-230 (Carte).
