Demolite le tre chiese preesistenti, la cattedrale fu ricostruita tra il 1491 e il 1498 per volontà del cardinale Domenico della Rovere, vescovo di Torino e residente a Roma presso la sede pontificia. I lavori furono affidati a un architetto toscano già attivo nei cantieri romani, Amedeo da Settignano detto Meo del Caprina, che portò in Piemonte le nuove forme del Rinascimento.