Viene costruita secondo canoni neoclassici nell'arco di un novantennio (1783 - 1872) sulle fondamenta dell'antico duomo romanico (sec. XIII).

Conserva preziose tele d'arte (fra cui alcune opere del De Napoli) e una buona raccolta di statue d'autore.

L'archivio diocesano ubicato all'interno, può considerarsi l'illuminante scrigno della memoria di Terlizzi: grazie al suo prezioso patrimonio documentario (opportunamente schedato e inventariato), costituito da un cospicuo fondo cartaceo (dal sec. XVII) e da 600 pergamene (dal giugno del 971 al novembre del 1776), rappresenta un importante luogo di riferimento sia per la storiografia locale che per quella regionale.

Tra le varie testimonianze si segnalano in particolare alcuni antifonari (sec. XVIII) magistralmente minati nello scriptorium dei Frati Osservanti nel monastero di S. Maria la Nova