La Cattedrale dedicata a S. Rufino sorge nell'omonima piazza, insistente su una terrazza romana che fonti medievali indicano come sede del tempio della Bona Mater. Di fondazione alto-medievale (probabilmente VIII secolo), la chiesa fu rifatta una prima volta, in forme più vaste delle attuali, dallo stesso Ugone, che attorno al 1036 la insignì del titolo di Cattedrale. Nel 1140 ne fu avviata la ricostruzione su disegno di Giovanni da Gubbio; il cantiere si protrasse per diversi decenni, tanto che nel 1210 il Comune (che ne utilizzò il sagrato per le adunanze) fece auspici per la conclusione dei lavori, ritenuta indispensabile per la pace e la concordia delle fazioni in lotta. L'altare fu consacrato da Gregorio IX nel 1228, la chiesa nel 1253 da Innocenzo IV. La *facciata, capolavoro dell'architettura romanica umbra, è da collegare ai coevi esempi spoletini del Duomo e di S. Pietro. È divisa orizzontalmente in tre zone: quella inferiore, del secolo XII, spartita in riquadri, ha tre portali fiancheggiati in basso da leoni e grifi. Il portale mediano, con ricchi ornamenti, presenta una ghiera multipla scolpita con motivi zoomorfi e fitomorfi; una fascia, con figure di animali e mensole a teste di uomini e di animali, sostiene una galleria e divide la zona inferiore dalla media. Nella zona mediana, tre rose bellissime; quella centrale è circondata da simboli degli Evangelisti e in basso da tre telamoni. La zona superiore, aggiunta alla fine del '200, è a timpano triangolare con un arco gotico. Aggiunge carattere alla facciata il maestoso campanile romanico, a doppie bifore. L’interno, a pianta basilicale, a tre navate, fu completamente rinnovato nel 1571 da Galeazzo Alessi. Sopra le volte rimangono alcune strutture della chiesa del XII secolo, tra cui i resti di una cupola. Al principio della navata destra è l'antico fonte battesimale, nel quale furono battezzati san Francesco, santa Chiara e, forse (nel 1197), Federico II di Svevia. La cappella del Sacramento, di Giacomo Giorgetti (1663), presenta un complesso decorativo di tele e affreschi sul tema dell'Eucarestia che ne fanno la più organica realizzazione barocca di Assisi. Nell'abside, magnifico *coro ligneo intagliato di Giovanni di Piergiacomo da San Severino (1520), al centro del quale è stato montato il grande organo ottocentesco già sulla cantoria. Per una porticina si scende nell'oratorio di S. Francesco, un sotterraneo nel quale il santo pregava prima di predicare al popolo nella Cattedrale; dalla navata sinistra si accede alla cisterna romana, ascrivibile alla seconda metà del II sec. a.C., utilizzata come fondazione del campanile. La *Cripta, appartenente alla chiesa ugoniana, conserva resti di pitture della prima metà del secolo XI, una sedia vescovile e un sarcofago romano (III sec. d.C.) in marmo di Luni, con rappresentazione del mito di Semele ed Endimione.