Prima del sec. XI la chiesa più importante della città era quella di S. Renato, situata fuori dalle mura (nei pressi dell'attuale cimitero, dove ancora se ne osservano le parti superstiti) e annessa ad un'abbazia. Nel 1821, caduto in abbandono quel complesso di edifici per l'abolizione degli ordini religiosi, le reliquie vennero trasportate nell'odierna Cattedrale.
Dedicato ai SS Filippo e Giacomo, il duomo di Sorrento fu sottoposto a notevoli rifacimenti nel XV secolo e poi rimaneggiato più volte nel corso dei secoli successivi. La facciata si presenta attualmente nelle forme acquisite con il restauro del 1924; di grande interesse il portale laterale, che risale al 1479, e reca sull'architrave lo stemma aragonese e quelli di papa Sisto IV e dell'arcivescovo Giacomo De Angelis. L'interno, a croce latina e a tre navate, ornato nei soffitti di pregevoli tele barocche, custodisce diverse opere d'arte. Nella prima cappella si può ammirare un piccolo dossale marmoreo col "Redentore" del 1522 inquadrato da "Santi" e da un'"Annunciazione" del XIV-XV secolo; alla parete sinistra "San Cristoforo". Nella navata centrale "I martiri sorrentini Quinto, Marco, Quartilla e Quintilla" e due tele coi quattro "Vescovi patroni" di Nicola e Oronzo Malinconico (1685). Sul soffitto l'"Assunzione", "SS.Filippo e Giacomo", di Giacomo del Po. In fondo il "trono arcivescovile" del 1573 e di fronte un pulpito marmoreo del 1573,   sotto il quale è una "Madonna col bambino con i SS Giovanni Battista ed Evangelista", di Silvestro Buono, un coro in legno intarsiato dei primi del '900 e una frammentaria lastra marmorea del X secolo, con la raffigurazione di una leonessa, riutilizzata, alcuni secoli dopo, come lastra tombale. Di grande interesse il campanile, che poggia su un basamento in cui sono riutilizzate colonne antiche, mentre il raffinato orologio in ceramica è di fattura locale.

Nel transetto trova posto, il "Presepio". La facciata principale della Chiesa ha tre aperture: quella centrale, al di sopra della quale è rappresentato un affresco con l'immagine della Madonna Assunta, è affiancata da due grandi colonne di marmo rosa provenienti da templi pagani. Nelle lunette delle porte laterali sono raffigurati Gli Apostoli Filippo e Giacomo il minore. Nel 1904 un violento ciclone distrusse la parte superiore della facciata che fu poi ricostruita ed abbellita nei primi decenni del secolo. All'interno l'ingresso principale è stato arricchito con un tamburo, impreziosito da scene della storia della chiesa locale. Nella cantorìa che sovrasta il tamburo, domina il monumentale organo donato nel 1897 dall'Arcivescovo Giustiniani. In fondo alla navata centrale spiccano sulla sinistra la cattedra vescovile e, di fronte, il pulpito [ 1573]. Il pulpito, sorretto da eleganti colonne, è costituito da pannelli di marmo con al centro un bassorilievo del Battesimo di Cristo ed, ai lati, lo stemma dei nobili sorrentini Ammone. Più significativi da un punto di vista storico-artistico sono infine i plutei, gli amboni ed i bassorilievi conservati al Museo Correale di Sorrento, al Museo Barocco di Roma e al Metropolitan Museum di New York, testimonianza della importanza della diocesi sorrentina nel Medioevo.

Nel 1936, nell'ambito di un progetto di ristrutturazione, tutte le tele che decorano la volta furono restaurate. L'area presbiterale deve l'attuale sistemazione alla stessa occasione. L'altare settecentesco fu smembrato e spostato dal fondo dell'abside al centro del transetto. In luogo dell'altare fu sistemato il coro in legno noce del Caucaso intagliato e con formelle ad intarsio raffiguranti Gli Apostoli, I quattro Santi sorrentini ed il protettore Sant'Antonino, cui si sono aggiunti più recentemente: le 14 stazioni intarsiate della Via Crucis opera di Giovanni Paturzo; il leggio opera di Giuseppe Centro e Mario d'Alesio ed infine i tamburi della porta d'entrata opera di Giuseppe Rocco su disegno di Vincenzo Stinga.
L'ingresso della sagrestia, eretta nel 1608, è adornato da un portale in marmo bianco con colonne, sul quale, è posta una scultura rinascimentale della Madonna col Bambino. All'interno della stessa si conservano i ritratti degli arcivescovi succedutisi negli ultimi duecento anni.