La cathédrale actuelle d’Ajaccio remplace trois édifices antérieurs. Le premier se situait dans le quartier Saint-Jean. Il s’agit d’une église-cathédrale de la fin du VIe ou du début du VIIe siècle qui est pourvue d’un baptistère à cuve cruciforme. Le deuxième, qui se substitue à celui-ci, est construit à quelques mètres de distance suite à la réactivation des évêchés primitifs en 1092 entraînant la reconstruction de la cathédrale d’Ajaccio qui apparait dans la documentation sous le patronage de saint Euphrase et saint Jean-Baptiste en 1192.
À partir de 1492, la construction de la nouvelle fortification (citadelle actuelle) va entraîner un bouleversement topographique qui conditionnera le développement et l’organisation de la ville moderne autour de cette structure militaire. La cathédrale se trouvant à 1,5 km de ce nouveau centre, très rapidement le siège épiscopal est transféré à l’intérieur de l’enceinte urbaine dans l’église Santa Croce construite en 1502. Dans les années 1520, le projet de construction d’une nouvelle cathédrale (la troisième) est lancé. Toutefois, cette cathédrale se trouve dans l’emprise de la citadelle et sera détruite en 1553 pour permettre l’aménagement des fossés de la citadelle. A ce moment là, c’est l’oratoire de la confrérie de Saint-Jean-Baptiste et Saint-Jérôme, dans la ville génoise, qui tient le rôle d’église paroissiale. Un nouveau projet de construction de cathédrale voit le jour. Pour le financer, Grégoire XIII déclare le siège épiscopal vacant. Les travaux de la nouvelle cathédrale (l’actuelle) débutent en 1577 et sont achevés en 1593 alors que Giulio Giustiniani est l’évêque d’Ajaccio. Une inscription latine surmontant la grande porte d’entrée rappelle l’origine de l’édifice : « cette église sainte fut élevée sur le produit de la mense épiscopale, le siège ayant été pendant cinq ans vacant, d’après les vœux du peuple pieux d’Ajaccio l’assentiment du Sénat de Gênes et du pape Grégoire XIII Jules Giustiniani créé évêque par Sixte-Quint y mit la dernière pierre l’an 1593. Que ne lui fut-il donné d’en poser la première ! ». L’ancienne cathédrale saint Euphrase et saint Jean-Baptiste du quartier Saint-Jean conserva son titre d’église piévane jusqu’au milieu du XVIIIe siècle ; elle est définitivement abandonnée et vendue avec autorisation du pape en 1757 à Giuseppe Pugliesi. La cathédrale fut détruite et les pierres seront utilisées pour la construction de la tour de l’horloge de la ville ainsi que d’une partie des murs de la ville. Les ruines sont restées visibles jusqu’en 1890.
La cathédrale se distingue au premier abord par ses dimensions modestes (35,5 m x 18,5 m), à l’origine insérée au cœur d’un ensemble de maisons et d’immeubles lui conférant un aspect plus imposant qu’aujourd’hui. De la ville du XVIe siècle et de ses remparts, seuls émergeaient le clocher et le dôme à huit pans.
La façade d’origine frappe par sa sobriété. Elle s’articule en deux étages surmontés d’un fronton triangulaire ; la largeur en travées est marquée par des pilastres, dont le Gesù constitue la référence. Des transformations ont par la suite été apportées pour lui donner plus d’allure, notamment les vases d’amortissement placés à l’aplomb des pilastres et les pans de mur courbes donnant au second niveau un mouvement ascendant, tout comme la surélévation du fronton. La façade actuelle, par son vocabulaire décoratif de la Renaissance, est éminemment classique.
Le plan en croix latine présente un transept à peine marqué mais avantageusement éclairé par une large coupole. Les trois nefs semblent trop courtes par rapport à leurs proportions en hauteur et en largeur tandis que le chœur s’impose par sa largeur. Le plan indique, avec ses travées diminuant l’amplitude en allant vers l’est, que la bâtisse a été terminée sans suivre un plan directeur régulier. Ainsi, l’achèvement de la structure est particulièrement précoce. Elle adopte la coupole à la croisée du transept mis sur un plan à trois nefs qui confesse un caractère davantage renaissant que baroque.
L’église compte, en plus du maître-autel, six autels secondaires.
Le premier à gauche en entrant dans la cathédrale est dédié à la Madonna del pianto (Notre Dame des pleurs) où se trouve un tableau d’Eugène Delacroix « Triomphe de la religion » ou « Vierge au Sacré-Cœur ». Le deuxième autel consacré en 1750 est dédié à Notre Dame de la Miséricorde (vierge copie exacte d’une effigie vénérée à Savone), patronne d’Ajaccio car elle sauva la ville de la peste en 1656. Le troisième est consacré à Notre Dame du Rosaire fondé par la confrérie du Rosaire. Sous cette chapelle les Bonaparte avaient leur tombeau.
A droite en entrant, se trouvent l’autel du Portement de Croix, puis la chapelle dite des Naviganti, consacrée en 1716 par Mgr Spinola puis dédiée en 1821 à l’Immaculée Conception et l’autel du Sacré-Cœur de Jésus. Dans le prolongement, il faut mentionner la chapelle du Saint-Sacrement fondé par la confrérie du même nom.
Du mobilier du XVIe siècle, il ne demeure aujourd’hui plus que le tabernacle en marbre du maître-autel et le baptistère également en marbre dans lequel Napoléon fut baptisé. Si l’on excepte la première chapelle à droite en rentrant qui date de la fin de la Renaissance, la plupart de ces chapelles ont été consacrées au XVIIIe siècle. Parmi elles, on peut distinguer celle de Notre-Dame de la Miséricorde : les coquilles, les courbes et contrecourbes du décor, le jeu de clair-obscur, la mise en scène du sujet principal encadré par deux colonnes torses en marbre et les trompe-l’œil, en font une bonne illustration du style baroque, loin des lignes classiques de la façade.