L’edificazione della Cattedrale di Città di Castello, dedicata ai Santi Florido e Amanzio, ha accompagnato le vicende più significative della storia cittadina. Nel corso della sua millenaria esistenza la chiesa è stata oggetto di ben tre consacrazioni che ne hanno segnato le tappe fondamentali. La primitiva Cattedrale fu costruita, secondo la tradizione, sulle rovine di un tempio pagano eretto da Plinio il Giovane, “patrono” di Tifernum Tiberinum, attuale Città di Castello: il vescovo Florido (ca. 520-600), dopo la distruzione della città da parte dei Goti, animò la ricostruzione di Tifernum e la riedificazione della chiesa in onore di San Lorenzo. Successivamente nel 1032 il vescovo Pietro consacrò una seconda Cattedrale, dedicandola ai Santi Florido e Amanzio, Patroni della città e della diocesi.
Testimone di questa fase costruttiva è il Campanile cilindrico. Nel 1356 il rinvenimento nella chiesa inferiore del sepolcro e delle reliquie dei due protettori suscitò un grande fervore popolare che si tradusse in numerose opere di abbellimento. La testimonianza più significativa di questi interventi è data dalla realizzazione dell’ampio portale laterale della chiesa. Nelle scene della decorazione scultorea si sviluppano due motivi tematici, la Giustizia e la Misericordia, indicati nelle due figure poste in basso delle due fasce verticali che insieme alle colonnine tortili impreziosiscono il portale. Per la terza e definitiva consacrazione bisognerà attendere il 1540, quando la chiesa ha assunto l’attuale conformazione che richiama un ambito culturale decisamente fiorentino. La facciata rivolta verso il giardino del Cassero fu iniziata nel 1632, ma non venne portata a termine per la morte (1646) del vescovo Raccagna che ne aveva promosso la realizzazione.
L’attuale scalinata principale risale al 1877, mentre quella laterale fu realizzata da Venanzio Righi nel 1780. La cupola fu ricostruita dall’architetto Tommaso Catrani dopo il disastroso terremoto del 1789 e fu interamente affrescata da Tommaso Conca ed aiuti tra il 1795 ed il 1797. L’interno è a croce latina, ad unica navata con cappelle laterali intercomunicanti, ornate da sontuose macchine d’altare in legno dorato, da dipinti su tela e da affreschi. Tra le più significative si segnala la prima, in fondo a sinistra dell’ingresso principale, in cui compare un affresco di Niccolò Circignani raffigurante la Conversione di San Paolo (fine XVI sec.). Dietro l’altare maggiore vi è un coro ligneo intagliato e intarsiato, datato 1533-1540. Gli istoriati di alcuni stalli e del trono vescovile si riferiscono a disegni di ambiente raffaellesco. Gli affreschi del presbiterio raffiguranti episodi della vita di San Florido e di San Crescenziano sono di Marco Benefial e risalgono agli anni 1747–1749, così come la decorazione della volta in cui compaiono i santi principali della chiesa tifernate. Il soffitto a cassettoni è opera di maestranze locali e risale alla fine del XVII secolo. La Cattedrale è stata insignita nel 1888 del titolo di Basilica minore. La chiesa inferiore, con basse volte a crociera, conserva sotto l’altare in marmo l’antico sarcofago in pietra con le reliquie dei Santi Florido ed Amanzio.