La chiesa di San Lorenzo, cattedrale della città, ricevette questo titolo da Celestino III nell'anno 1193 dopo che Federico I, nel 1167, aveva concesso a Viterbo il titolo di città.
Secondo la tradizione essa fu costruita sul luogo dedicato, dagli etruschi prima e dai romani poi, al culto di Ercole.
Il primo documento che attesta l'esistenza della chiesa risale all'anno 805, chiaramente si trattava di una piccola pieve molto diversa dall'attuale. La chiesa ha subito, nel corso dei secoli numerose trasformazioni, le parti più antiche la identificano come romanico-longobarda. Notizie, che però non trovano conferma da documenti, indicano che inizialmente la chiesa era a cinque navate e che soltanto in seguito, durante una delle innumerevoli trasformazioni fu ridotta a tre come oggi la vediamo. La copertura dei tetti era a scheletro con travi dipinte, in seguito le travature vennero ricoperte da volte ed il suo interno modernizzato in forme barocche. Nel corso del XVI secolo altri lavori importanti furono eseguiti sulla cattedrale: abbattuta l'abside centrale, la chiesa fu allungata con la costruzione di un coro e la facciata fu ricostruita integralmente nelle forme rinascimentali come si presenta ai nostri giorni. Durante i restauri dopo l'ultima guerra, durante la quale fu seriamente danneggiata dai bombardamenti, si è cercato di riportare il suo interno all'aspetto basilicale originale. Eliminando le volte seriamente danneggiate, ricostruendo l'abside centrale e dividendo il coro dalla chiesa stessa, la pietra viva tornò ad essere l'aspetto dominante della struttura.
Quello che era il coro in forme barocche, non essendo danneggiato dalle bombe, conservò il suo stile. Separato dalla chiesa mediante la ricostruzione dell'abside originale questi divenne poi la cappella privata del vescovo conosciuta col nome di cappellone.
L'esterno della chiesa presenta una facciata in stile rinascimentale, voluta dal cardinale Giovanni Francesco de Gambara il quale, sul fascione marcapiano che la divide in due, ha fatto scolpire il suo nome. I tre oculi sulla facciata probabilmente hanno preso il posto di tre rosoni della facciata originaria, uno di questi rosoni è murato su una parete del palazzo papale adiacente. Un altro piccolo rosone, sulla destra della facciata, dà luce alla cappella dedicata a Santa Caterina.
Le due colonne in marmo del portale principale provengono da un anteriore edificio romano, forse il tempio pagano di cui il duomo ha preso il posto. I portoni in bronzo delle tre porte sono recenti; opera dell'artista Roberto Joppolo, sono stati inaugurati il 6 settembre 2009 da papa Benedetto XVI.
Di fianco alla chiesa, sulla sinistra, sorge il campanile, in stile gotico-toscano, costruito nel 1369. La parte inferiore del campanile è interamente in peperino mentre la parte superiore è a fasce alterne di peperino e travertino. Quattro ordini di bifore alleggeriscono la parte superiore che termina con una cuspide ottagonale.
Il suo interno è diviso in tre navate da 24 colonne monolitiche. Molto interessanti sono i capitelli, finemente scolpiti, tutti diversi tra loro.
Il pavimento è stato quasi interamente rifatto nel 1876, dell'originale cosmatesco rimane visibile solamente qualche frammento della navata maggiore presso il presbiterio.
Durante i lavori di restauro per recuperare le antiche forme romaniche, sono state chiuse 8 delle 10 cappelle cinquecentesche che si aprivano lungo le navate laterali. Le uniche due ancora aperte sono quelle dei Santi Ilario e Valentino, lungo la navata destra e quella di Santa Lucia nella navata sinistra.
Tra le cappelle chiuse lungo la navata di destra, vi è quella dedicata a S. Francesco Saverio nella quale si trova il monumento funebre della principessa Letizia Bonaparte, cugina dell'imperatore Napoleone III, che visse per diversi anni a Viterbo. Notevole di questo monumento è il busto della principessa, scolpito dal Dupré e oggi conservato presso il museo del duomo.

_____________
Opere consultate:
A. SCRIATTOLI, Viterbo nei suoi monumenti, Viterbo, FAVL Edizioni Artistiche, 1988
CESARE CAROSI, Della chiesa cattedrale sotto il titolo di S.Lorenzo m. e dell'annesso palazzo vescovile di Viterbo, Viterbo, De Perotti Tosoni, 1906
MASSIMO GIUSEPPE BONELLI, Cattedrale di S. Lorenzo; , in «Il centro storico di Viterbo»,Betagamma, Viterbo 2001, pp. 17-23.
CESARE PINZI, I principali monumenti di Viterbo, Viterbo, Sette Città, 2a edizione, 1999.
MARIO SIGNORELLI, Il palazzo papale e la cattedrale di San Lorenzo, Viterbo, 1962
SALVATORE DEL CIUCO, La cattedrale di Viterbo e il palazzo papale, Bolsena, 1986