Scrive il Matteoni sul Duomo di Massa:”Come la maggior parte delle chiese antiche è stato fatto più volte.Prima dovette consistere in quella parte della navata che si dilunga dalle tribune fino all’altar maggiore; oppure consisteva nela traversa che ora forma la crociata.Di poi fu accresciuta probabilmente di due cappelle, le quali, da qualunque parte fossero aperte, vennero a formare una pianta di croce greca.Di seguito si prolungò l’asta sino alle stimmate e così si mutò in una croce latina, in un secondo tempo vi si aggiunse la cappella dei principi, detta oggi del SS.Sacramento e, finalmente, il vescovo Strani vi pose mano e la fece ridurre nel modo che ora si vede”.
Da una lapide conservata nella cappella delle stimmate, vicino all’altare della Madonna di Loreto, si apprende che nel luogo dove ora sorge la Cattedrale venne inaugurato e consacrato nell’anno 1389 un piccolo tempio costruito da Arrigo Rito di Antonio da Como.
Tale chiesetta dedicata a S.Francesco venne restaurata ed ampliata agli inizi del 1500.
Le due cappelle che fecero assumere alla costruzione la pianta della croce greca sono probabilmente di questo periodo.
In seguito fu realizzata la cappella delle stimmate e, quindi, dal 1616, la costruzione assunse le attuali dimensioni.
Dal 1807, con la distruzione della chiesa di San Pietro in Bagnara, che sorgeva a fianco di Palazzo Ducale, la cattedrale venne dedicata a S.Pietro Apostolo e a S.Francesco di Assisi.
Della chiesa di S.Pietro essa conserva il Crocifisso ligneo, di scuola lucchese del XIV secolo, l’immagine della Madonna del Rosario, un altorilievo in marmo, un trittico quattrocentesco attribuito al Lippi ed il Fonte Battesimale del Riccomanni di Pietrasanta, discepolo di Iacopo della Quercia.
A Cattedrale; la chiesa venne elevata nel 1822 allorchè venne creata la diocesi di Massa.
La facciata di marmo venne inaugurata nel 1936.
Nel 1964 la Cattedrale è stata infine elevata a Basilica Minore.