La Cathédrale des Saints Pietro et Donato, Duomo d'Arezzo, est le principal lieu de culte de la ville et a été construite sur une ancienne église paléochrétienne.
La visite du pape Grégoire X en décembre 1275, de retour du Concile de Lyon, a été déterminante pour la naissance de la Cathédrale. Le Pape en effet, gravement malade, mourut à Arezzo le 10 janvier en laissant la somme de trente florins d'or destinée à la nouvelle Cathédrale. Les travaux ont été commencés en 1278 par l'évêque Guglielmino degli Ubertini et terminés seulement en 1511.
La façade extérieure, qui était restée nue pendant des siècles, a été aménagée telle que nous la voyons aujourd'hui entre 1900 et 1914. L’intérieur comporte trois nefs, avec cinq travées marquées par des piliers de poutre, et est caractérisé par une abside polygonale. Les sept vitraux du cycle de Marcillat, peints en deux phases entre 1516-1517 et 1522-1524, sont de véritables chefs-d'œuvre. On doit également à Marcillat les récits bibliques peints sur les voûtes des trois premières travées de la nef centrale et de la première travée du bas-côté gauche ainsi que la conception de l'escalier menant à la basilique.
À l'intérieur de la magnifique Cathédrale se trouvent de nombreuses œuvres de grands artistes liés à la ville d’Arezzo.
Parmi celles-ci, la fresque de Marie-Madeleine par Piero della Francesca, peinte vers 1460 dans la nef gauche.
Le complexe du maître-autel, documenté depuis 1362, est monumental. Le chœur en bois a été conçu par Giorgio Vasari en 1554. L'illustre Arétin est également responsable de la conception de la base de l'orgue situé dans la nef gauche. Aujourd'hui, elle abrite la Vierge à l'Enfant, une précieuse sculpture en bois datant du milieu du XIIIe siècle.
D’importantes transformations de la structure originale de la Cathédrale ont été réalisées vers 1810, dans le but de créer un « parcours interne » capable d'exprimer la continuité de l'histoire de l'église d'Arezzo, et dont le moment culminant se trouve dans la chapelle de la Madonna del Conforto, dont l’image sacrée, selon la tradition, serait liée à un miracle survenu au XVIIIe siècle. À l’intérieur de la chapelle ont été placés - après avoir été pris dans d'autres églises de la ville - les grands retables d'Andrea Della Robbia.
La Cathédrale est un lieu très important pour les habitants de la ville. Pendant la Joute du Sarrasin, en effet, le quartier qui a remporté la compétition défile avec la Lance d'or dans les rues de la ville jusqu'à ce qu'il atteigne, comme dernière étape, la grande Cattedrale del Duomo : ici, les chefs de quartier invoquent un chant de remerciement à la Madonna del Conforto ou à San Donato avant de retourner au siège de leur quartier.
