Rappresenta un esempio di straordinaria bellezza di archittettura romanica in Italia. E' noto a tutti, in ragione della sua forma, come "La Rotonda". Venne incominciato dai maestri comacini alla fine dell' XI secolo sopra le rovine di quella che fu la basilica (invernale) di S. Maria Maggiore del VII sec. La Rotonda in origine era dotata di due ingressi (nord - sud), ora però non più utlizzati; l'attuale ingresso principale fu invece creato nel 1571. L'esterno del Duomo Vecchio presenta un corpo a pianta circolare mentre l'interno è caraterizzato da una cupola emisferica appoggiata su otto grandi archi sostenuti da pilastri e sovrastante l'ampio spazio centrale. Di fronte alla porta d'ingresso è posizionato il sarcofago (in marmo rosso di Verona) di Berardo Maggi, mentre dal presbiterio - attraverso due scale - si accede alla Cripta di S. Filastrio, che faceva parte dell'antica basilica di cui sono rimasti alcuni resti di mosaici. Il Duomo Vecchio ospita alcune importanti opere del Moretto, tra cui: l'Assunta, gli evangelisti Luca e Marco, la Cena dell'agnello pasquale, Elia e l'Angelo; due tele del Romanino e una di Franco Maffei (pittore vicentino). Degno di nota è pure il grandioso organo risalente al 1536 realizzato dall'Antegnati. Nella Rotonda è custodito il Tesoro delle SS. Croci e la Croce del Campo che un tempo veniva issata sul Carroccio.