Nel corso dei secoli ha visto diverse modifiche, alterazioni e restauri e a metà dell’800 fu ricostruita la facciata con forme neoquattrocentesche e rinascimentali. L’interno è a tre navate e conserva dipinti, affreschi e monumenti funebri. Nulla è rimasto dell’originale decorazione pittorica. Le vetrate policrome furono eseguite nella prima metà del 900 in stile neorinascimentale. Entrando dalla porta laterale destra notiamo il grande mausoleo in marmo di Carrara dedicato al mirandolese Antonio Bernardi che fu Vescovo di Caserta nel XVI secolo. Nella parete di fondo della campata di destra vi è collocato il dipinto di San Possidonio eseguito nel 700 dal mirandolese Giuseppe Andreoli.  Il Santo a figura intera è in veste di Vescovo e porta su una mano la città simboleggiata da alcuni edifici: il Duomo, la Chiesa di S. Agostino e la Torre Grande. In fondo alla campata di sinistra vi è collocato l’affresco di Pietro Annigoni, del 1983, che raffigura Gesù Crocifisso. Il campanile è alto 48 metri e la base è del tardo quattrocento. Il Duomo è stato gravemente danneggiato dal terremoto del 2012 come pure il campanile. Papa Bergoglio nell’aprile del 2017 è giunto a Mirandola, accolto da 3000 fedeli, per depositare sull’altare del Duomo un mazzo di fiori in memoria delle vittime del sisma. Dopo un attento ed accurato restauro è stato riaperto al culto il 21 settembre 2019.