Székesegyházunk a Püspöki Palota és az Egyházmegyei Kollégium (régen szeminárium) között emelkedik, művészien egységbe foglalva e három épülettömböt. Sarlós Boldogasszony tiszteletére emelt templom alaprajza latin keresztet formáz, stílusát tekintve klasszicizáló barokk. A homlokzatot két karcsú torony fogja közre. Külső homlokzatát négy toszkán és négy ión oszlopok tagolják. A pilléreken: Mózes, Keresztelő Szent János, Szent Péter és Szent Pál szobrai. Ezeket és a főoltár két oldalán álló szobrokat is Philipp Prokop (1740-1814) osztrák szobrászmester készítette. A pillérek felett ülő nőalak kehely (hit), egy-egy gyermek a horog (remény) és kereszt (szeretet) allegóriával. A Székesegyház méreteit tekintve az esztergomi és az egri után a harmadik legnagyobb templom, melynek befogadóképessége 5000 fő. A barokk stílusnak klasszicizmusba hajló monumentális alkotása 1791-1797 között épült, azonban belső díszítése csak 1813-ra fejeződött be. Hefele halála után tanítványa, Anreiht György (1750-1823) irányította az építkezést. Méretei (falakkal) hossza: 78,7 méter, a kereszthajó szélessége 38 méter, a hosszanti hajó szélessége 24 méter. Belső magassága 28 méter, külső magassága a tornyokkal együtt a kereszt csúcsáig 62,5 méter. Az eredeti mennyezetfreskókat Josepf Winterhalder (1743-1807 és Anton Spreng (1770-1845) késztette, sajnos a Szombathelyt ért bombázás következtében azok megsemmisültek. Így, ma már csak az archív fotók teszik lehetővé, hogy egykori szépségére is rácsodálkozzunk. Az eredeti oltárképek (Dorffmaister I., A. Maulbertsch, A. Spreng) közül volt ami teljesen, volt, ami részben pusztult el. A kereszthajó jobb oldalán az oldalkápolna festménye Szent Mártont (A. Maulbertsch) a Szombathelyi Egyházmegye védőszentjét ábrázolja. Márton püspök az ókori Savaria szülötte. Az oltáron elhelyezett Szent Márton Hermában a szent ereklyecsontjai vannak, melyeket Tours érseke ajándékozott az egyházmegyének 1913-ban. II. János Pál pápa szombathelyi látogatásakor ennél az oltárnál imádkozott (1991.) Emlékét őrzi az itt elhelyezett bronzrelif (Lessenyei Márta). A stációkat Borsos Miklós szobrászművész készítette. Szent Kvirin vértanú püspöknek állít emléket a sekrestye melletti oldalkápolna (A. Maulbertsch). A kora keresztény időkben 303 körül, Kvirin püspök itt Savariában szenvedett vértanúhalált. A kereszthajóban látható négy olajfestményt Kisléghy-Nagy Ádám kortárs festőművész készítette. A szentélyben ma látható főoltárkép Vizitáció, Takács István alkotása. Az orgona magassága 12 méter, melynek szekrényzete vörösfenyőből készült. A homlokzatban álló sípok magassága 6 méter. Az 1999-ben felszentelt – részben új - orgona 4500 síppal, 54 regiszterrel és 3 manuállal felszerelt. A Székesegyház alatti sírbolt Szombathely püspökeinek és kanonokjainak temetkezési helye.

A Hefele Menyhért által 1783-ban tervezett késő-barokk Püspöki Palota a 18. század végén épült. A földszinti boltozott kocsibejárójából díszes lépcsőház vezet a palota legszebb termébe, melynek belső terét Anton Maulbertsch freskói díszítik. Földszintjén látogatható a Sala Terrena, hazánk első múzeuma, mely au egykori középkori várra épült. Itt láthatók Szily János püspök által gyűjtött, római korból származó feliratos kövek, melyeket valaha Mátyás király is megcsodált. A terem falait Dorffmaister Savaria antik emlékeit  megörökítő freskói díszitik. 1991-ben II. János Pál pápa a Püspöki palota erkélyéről mondott áldást a hívőkre.