Tarnowska Bazylika to najbardziej okazały budynek w mieście. Powstanie budowli datuje się na wiek XIV, jej gruntowna przebudowa i renowacja przeprowadzona w latach 1889-1900 zmieniła trochę jej styl wcześniej charakteryzowany jako gotycki (obecnie neogotyk).
Zobaczyć tu można wizerunek Pana Jezusa Ukrzyżowanego (1899 rok), znajduje się on na wschodniej ścianie katedry. Tuż obok postawiono 4,5 metrowy pomnik papieża Jana Pawła II.
Zabytkami ściągającymi rzesze turystów do katedry są renesanswe nagrobki rodu Tarnowskich, oraz barokowy nagrobek Ostrogskich, które słusznie uchodzą za jedne z najwybitniejszych dzieł sztuki w Polsce. Ich autorami są tacy wybitni artyści jak: Jan Maria Padovano, Bartłomiej Berecci, czy Jan Pfister. Znajduje się tu też najpiękniejsza renesansowa rzeźba kobiety w Europie – pomnik nagrobny Barbary z Tęczyńskich Tarnowskiej, który został stworzony przez Bartłomieja Berrecci. Natomiast piętrowy pomnik hetmana Jana Tarnowskiego i jego syna Krzysztofa uważa się za najbardziej monumentalny.
W 2006 roku katedra uzyskała miano Sanktuarium Matki Bożej Bolesnej.
