Edificata nell’XI secolo secondo lo stile proprio del romanico-pugliese, la Cattedrale di Gravina fu distrutta nel corso del XV secolo (a causa dell'incendio del 1447 o del terremoto del 1456) e ricostruita tra il XVII ed il XVIII secolo.
Un splendido rosone a ventiquattro raggi recante al centro l'Assunta sovrasta l’entrata principale, movimentando la sobria facciata scandita da lesene e da tre ingressi, uno per ciascuna navata: quello principale è incompleto, mentre i due laterali, più piccoli e lunettati, risultano decorati da figure scultoree in altorilievo e da puttini in conchiglia. Lungo la facciata sud, degni di nota il portale monumentale sormontato da figure scultoree cinquecentesche raffiguranti San Pietro, San Paolo ed il Cristo Risorto e, attiguo al campanile del 1698, un secondo raffinato rosone in corrispondenza del transetto.
L'interno, a tre navate, è suddiviso da quattordici colonne collegate con arcate a tutto sesto che sorreggono un cornicione su cui si aprono bifore. Il soffitto barocco è in legno intagliato e dorato, mentre, al di sopra dell’arco di trionfo, vari stemmi di vescovi e di componenti della famiglia Orsini.
Il presbiterio rimane separato dalla navata centrale da una balaustra di marmo policromo, con relativo cancello in ottone, commissionati nel XVII secolo dal vescovo di Gravina e dal cardinale Domenico Orsini.
Da una scala al di sotto del sagrato si accede alla porzione ipogea della Cattedrale,  la chiesa di Santa Croce, conosciuta come “succorpo della Cattedrale”, ugualmente a tre navate. Vi si custodiscono sepolture databili dal XVI al XIX secolo e resti di affreschi cinquecenteschi.