À l'intérieur du dôme, vous éprouverez la même sensation de majestuosité qu'en observant l'extérieur.
L'église est à plan basilical, c'est-à-dire rectangulaire et articulée en trois nefs séparées par de grands piliers et couvertes de croisées d'ogives.
Le long de la nef latérale, sur votre droite, quelques mètres après l'entrée, vous verrez un long escalier creusé dans le mur, visible à travers d'élégantes arcades qui la séparent de l'espace où vous vous trouvez. Ce superbe escalier permet d'atteindre la galerie construite au-dessus de la rosace de la façade ainsi que l'intérieur du campanile, où sont placées dix cloches. La nef de gauche est elle aussi dotée d'un escalier creusé dans le mur.
En continuant le long de la nef de droite, vous trouverez la chapelle du crucifix, facilement reconnaissable par son portail en fer forgé qui en ferme l'entrée. Cette structure du 17e siècle à plan central, couverte d'une grande coupole peinte, accueille un grand crucifix en bois dans le grand autel en marbre. Il est particulièrement important non seulement pour la ville, mais pour toute la communauté catholique. Il s'agit en effet du crucifix devant lequel furent promulgués les décrets du concile de Trente, qui marquèrent le début du long mouvement de la Contre-Réforme, qui établit les bases du catholicisme pour les quatre siècles suivants. Vous devez en effet savoir que l'église a accueilli les travaux du Concile de Trente de 1545 à 1563.
Le maître-autel se distingue par son baldaquin splendide, qui repose sur des colonnes salomoniques, de forme torsadée, conçu par Cristoforo Benedetti au 18e siècle. Il s'agit d'une copie à échelle réduite de celui plus célèbre conçu par Le Bernin pour la Basilique Saint-Pierre du Vatican.
Sur le mur de gauche, ne ratez pas les fresques du 14e siècle réalisées dans le style de Giotto, représentant la légende de saint Julien et d'autres scènes religieuses.
Curiosité : sachez que les trois saints dont les restes sont conservés dans la cathédrale, Sisinius, Martyrius et Alexandre, ne connurent pas une fin heureuse. Envoyés dans la région pour diffuser le christianisme, ils furent tués par la population locale païenne lors de rites sacrificiels.