Кафедральный собор Алессандрии находится в центре города на улице Via Parma. Первый собор города датируется 13 веком, однако до нынешнего времени от старого сооружения ничего не сохранилось.
Нынешний кафедральный собор, выполненный по проекту Эдоардо Арборио Мелла в стиле неоклассики, был торжественно открыт в 1810 году и освящен в честь святых Петра и Марка. Высокая остроконечная колокольня имеет высоту 106 метров. Это третья по высоте колокольня в Италии после Часовой башни («Torrazzo») собора в Кремоне и колокольни собора в Мортельяно (Фриули).
В левом углу фасада установлена романская скульптура легендарного рыцаря Гальяудо Аулари, освободившего Алессандрию в 1175 году от осады войска под командованием Фридриха Барбароссы. Скульптура сохранилась от старого кафедрального собора.
Практически все внутреннее убранство церкви выполнено туринским художником начала 20 века Луиджи Моргари. Свод центрального нефа украшают три принадлежащие его кисти величественные фрески. В центре пресвитерия выделяется фигура святого Петра во славе на фоне Алессандрии, которая узнается благодаря высокой колокольне Кафедрального собора. На другой фреске святой Петр вместе со святым Иоанном Богословом чудесным образом исцеляет калеку у ворот храма (Деяния 3, 1-11). На третьей – низвержение Симона Волхва на землю с высоты, на которую тот забрался благодаря дьявольской силе.
В интерьере собора особого внимания заслуживают также полотна Гульельмо Качча, прозванного Монкальво (рубеж 16 и 17 веков), деревянная статуя Мадонны, покровительницы города, резные шкафы и готическое надгробие.
В центре пресвитерия располагается главный алтарь (1954). Эта современная работа прекрасно гармонирует со старинным храмом. Основа алтаря выполнена из желтого сиенского оникса, ступени основания – из красного порфирита. На основании столешницы на белом каррарском мраморе воспроизведена «Тайная вечеря» Леонардо да Винчи. По краям стоят статуи святого Петра и Пия V.
За главным алтарем находятся хоры, инкрустированные деревом, над которыми расположено полотно, изображающее святого Петра в тиаре и мантии между святыми Павлом Иоанном Крестителем; два ангела поддерживают балдахин, а третий играет на мандолине.