La cattedrale fu fondata da Roberto il Guiscardo. Nel Marzo del 1081 venne inaugurata la cripta e nel luglio del 1084, la chiesa venne consacrata dal papa Gregorio VI in persona, rifugiatosi a Salerno.

Il Duomo è esemplato sul modello dell'Abbazia di Desiderio a Montecassino con una pianta di tipo basilicale composta da tre navate longitudinali, un transetto e un quadriportico. L'aspetto attuale corrisponde per ampia parte alla ristrutturazione barocca, avviata dopo il terremoto del 5 giugno 1688 su progetto dell'architetto napoletano Arcangelo Guglielmelli modificato e completato dall'architetto romano Carlo Buratti.

L'ingresso attuale ha modificato quello medievale con la coppia scultorea del leone e della leonessa. L'atrio è circondato da un porticato retto da 28 colonne di spoglio con archi a tutto sesto rialzato, che riecheggiano tipologie islamiche. Esso è arricchito su tutti i lati da una serie di sarcofagi romani, riutilizzati in epoca medievale, configurandosi come una specie di Pantheon della città. 

Sul lato meridionale sorge un alto campanile della metà del XII secolo. L'ingresso principale alla chiesa è costituito da una porta di bronzo bizantina, inserita in u portale marmoreo medievale. 

Le cappelle laterali risentono soprattutto della cultura barocca con quadri settecenteschi di buona fattura come il San Gennaro di Francesco Solimena e la Pentecoste di Francesco De Mura. Non mancano prò le opere di altre epoche, come la statua gotica della Vergine col Bambino del XIV secolo, il Monumento funebre della Regina Margherita di Durazzo del Baboccio.

Nella navata centrale si possono ammirare i celebri amboni degli ultimi decenni del XII secolo, decorati con sculture e mosaici di ambito siciliano. Da ammirare nel transetto il pavimento a mosaico dei primi decenni del XII secolo, i mosaici delle absidi laterali ed il sepolcro del papa Gregorio VII. 

Al livello inferiore, in corrispondenza dell'altare centrale, vi è la Cripta. Nel 1081 le SS. reliquie dell'apostolo Matteo, patrono della città, vennero inumate nella cripta alla presenza di Alfano I, dell'Imperatore Michele e del Duca Roberto il Guiscardo. La cripta si estende sotto il transetto ed il coro ed è costituita da un ambiente a sala con nove file di tre campate, con volta a crociera poggiate su colonne; queste ultime si snodano nelle diverse direzioni e formano, con mirabile effetto architettonico, un intreccio di curve che degradano sfumando. L'impianto a sala riprende una tipologia utilizzata dai monaci cluniacensi, ma la costruzione complessiva della Cattedrale è frutto del nuovo clima spirituale e religioso del XI secolo. 

Nel XVII secolo si determinarono per la Basilica inferiore grandi trasformazioni anche dovute allo stato di degrado in cui versava. I lavori furono commissionati a Domenico Fontana, responsabile del progetto architettonico e decorativo. Il Fontana concepì la volta della cripta in riquadri ottagonali che si alternano a quelli circolari, delimitati da stucchi e dipinti ad affresco. Egli determinò il doppio altare centrale di S. Matteo, la cui statua bifronte favoriva la celebrazione simultanea di due messe e collocò nell'abside centrale le soglie dei SS. Martiri Salernitani.

 Il Fontana si avvalse della collaborazione di B. Corenzio e della sua bottega (1606-1608) per i dipinti della volta raffiguranti la Storie di S.Matteo, di N. Naccherino per la statua di bronzo di S.Matteo. Nel XVIII secolo, tra il 1718 ed il 1721, furono modificati i due accessi alla cripta dalle navate. Nel 1763 fu ricoperta di marmi policromi da Francesco Ragozzino, integrando e rispettando pienamente il presupposto decorativo concepito dal Fontana.