La chiesa di Santa Maria Assunta è il duomo di Pesaro, e cattedrale dell'arcidiocesi omonima. Ha la denominazione onorifica di basilica minore.
L'attuale edificio ha origini molto antiche. La presenza di due pavimenti decorati a mosaico, sovrapposti l'uno all'altro, attestano l'esistenza di due chiese paleocristiane: la prima risalente al IV secolo, la seconda alla seconda metà del VI secolo, dopo che la prima venne distrutta durante le guerre gotiche del 535-553. La chiesa divenne cattedrale, cioè sede vescovile, nel VII secolo, quando vi furono trasferite le reliquie del patrono pesarese, san Terenzio di Pesaro, a cui fu inizialmente dedicata la cattedrale. La chiesa fu arricchita di doni dai Malatesta e dagli Sforza. Fu in seguito rifatta completamente in stile barocco, con la conseguente distruzione dell'abside, del campanile, del battistero e dell'atrio porticato, e consacrata a Maria Assunta nel 1663. Infine tra la fine del XIX secolo e gli inizi del XX l'interno dell'edificio fu riformulato in stile neoclassico da Giovanni Battista Carducci e Luigi Galli, assumendo la fisionomia attuale. Durante l'occupazione francese, diverse furono le opere portate in Francia a causa le spoliazioni napoleoniche in questo periodo. Delle 7 opere menzionate nel catalogo pubblicato nel Bulletin de la Société de l'art français del 1936 come inviate da Pesaro in Francia nel 1796, solo 3 fecero ritorno, le altre rimasero in Francia, tra cui L'annunciazione del Caravaggio che era stata dedicata per la Cattedrale di Pesaro ma che ora si trova al museo di Nancy.
