La struttura è situata nel cuore pulsante del centro antico, con l'entrata principale e i due laterali della facciata nord che danno sulla zona ovest, mentre i due ingressi minori si affacciano a Nord- Est, zona in cui si trova Via Vescovado ed a Sud, dove è situata la grande Piazza del Popolo, adiacente al Palazzo del Vescovo. Struttura di tipo basilicale, composta da tre navate, tra cui la principale ha una grandezza maggiore delle altre due. Sui lati, nella parte anteriore, si trovano le due cappelle: una, situata a sinistra, del " Purgatorio" e l'altra, situata a destra, del "Santissimo". Il transetto è formato da tre absidi, invece l'altare superiore risulta alzato di circa due metri. Meraviglioso il rosone formato da una duplice raggiera, mentre si uniscono il grandioso e il divino nell'arco principale, cinto da meravigliosi bassorilievi e fiancheggiato da due sontuosi leoni di pietra. Incerto l'anno di costruzione della Cattedrale. Uno storico barese, il Garruba, identificò l'inizio dell'edificazione come il 1026, e l'anno del termine di quest'ultima il 1098. Lo storico si basò su una bolla papale risalente al 1098 scritta da Urbano II. Essa menzionava le chiese che suffragassero la sede dell'Arcivescovado barese. La diocesi bitettese conseguì un forte risalto. Nel 1172 un componente dell'archivio diocesano, tale Ughelli, iniziò l'accenno cronologico dei vescovi bitettesi. Il primo ad essere citato nella menzione fu Paolo Rhao, che rimase vescovo fino al 1197, e l'ultimo invece fu Fra' Giacinto Maria Barberio, deceduto nel 1798. A partire dal 1798 fino al 1818, la diocesi bitettese rimase inesistente, e dunque fu riunita in quella barese. A questi avvenimenti è dovuta la modifica portata a termine nel 1818 della Cappella del Santissimo, trasformata in stile barocco. Pochi anni dopo venne costruito il campanile, dieci anni dopo la fine della diocesi bitettese, nel 1828 la Cattedrale fu interamente stuccata.