Il primo pavimento a mosaico policromo (tessere colorate) scoperto per la prima volta nel 1866 ricco di figure di pesci e di croci uncinate tipiche dell´età paleocristiana, rivela senza ombra di dubbio che la costruzione del duomo di Pesaro risale al IV secolo d.C. e, quindi come d´uso a quel tempo, fondato su un antico edificio pubblico romano o su un tempio dedicato a qualche divinità pagana. La storia ci tramanda che nel 571 d.C. tutta la struttura muraria venne interamente distrutta da un violento terremoto ma che la sua ricostruzione fu immediata. Prova di ciò è l´interramento, forse perché ritenuto antiquato, del primo pavimento e la posa di uno nuovo e "più moderno", anch´esso in mosaico a tessere colorate, ricco di figure mitologiche e allegoriche (centauri, sirene, tritoni e altro) tipiche dello stile decorativo bizantino (sec. VI/VII d.C.). La nuova costruzione, munita di un vasto portico sorretto da colonne in granito, dovette apparire così imponente che il vescovo di Pesaro, Felice I, abbandonando l´antica basilica di S.Decenzio, la elesse a cattedrale e, quindi, sede della Diocesi e luogo di fonte battesimale. Nel 1282 lo stabile, ormai cadente in più parti, venne sottoposto a sostanziali lavori di ristrutturazione e di ampliamento che durarono oltre 30 anni, durante i quali la facciata della chiesa assunse uno stile gotico-romano (l´attuale), l´antico battistero a forma ottagonale venne abbattuto e il portico fu interamente demolito per fare posto al sagrato ancora oggi esistente. Anche il pavimento in mosaico bizantino venne interrato e sostituito con uno in laterizio. Imponente risultò anche il campanile che però non ebbe molta fortuna: colpito da un fulmine nel 1491 venne gravemente danneggiato e benché riparato con grande spesa, fu "decapitato" dalle artiglierie del Valentino (Cesare Borgia) nel 1503 che da Rocca Costanza sparavano sulla città. Il duomo di Pesaro, durante i lavori a cui fu sottoposto nel corso dei secoli si è sempre rivelato una inesauribile miniera di reperti archeologici. Nel 1611, ad esempio, durante il consolidamento di alcuni muri, riapparve il pavimento bizantino di cui si era persa ogni traccia. Nel 1739, poi, nello scavare una larga fossa davanti all´entrata da utilizzare come ossario, vennero alla luce, fra antiche vestigia di mura e di colorati mosaici, numerosi frammenti di vasi, cocci e lapidi che, scrupolosamente raccolti e portati nella casa di fronte di proprietà Paoli (ora Ratti), andarono però perduti nell´incendio provocato dai soldati spagnoli nel 1744. Nel 1866 le condizioni del duomo erano in uno stato così precario che il vescovo di Pesaro, Mons. Clemente Fares, decise di ricostruirlo integralmente. A realizzarlo fu chiamato l´ingegnere Giambattista Carducci di Fermo che presentò un progetto che prevedeva, dopo l´arretramento dell´abside, un interno (l´attuale) a croce latina con tre navate, un soffitto a cassettoni, un´ampia cupola a crociera e due cappelle dove collocare le reliquie di S.Terenzio, del Beato Cecco e delle Beate Serafina e Felice. Durante i lavori per predisporre i basamenti delle colonne di sostegno al soffitto riemerse, con grande stupore di tutti, l´antico e primo mosaico paleocristiano. A terminare l´opera, dopo trentasette lunghi anni durante i quali sia Mons. Fares che l´ing. Carducci morirono, fu l´architetto bolognese Luigi Gulli. L´ inaugurazione ufficiale ebbe luogo il 15 agosto 1903, festa di S. Maria Assunta in Cielo, a cui nel 1663 fu dedicata la chiesa. La cronaca del tempo ci informa che la Curia, per dare maggiore risalto alla cerimonia, aveva previsto di erigere alle due estremità di via Rossini, due archi trionfali e di illuminare a giorno la via ma il Comune, gestito in quel periodo da partiti anticlericali di sinistra, non dette l´autorizzazione e la festa fu, quindi, celebrata sul solo sagrato. Nel 1990, dovendosi rifare l´intero pavimento, vennero nuovamente "riscoperti" i due mosaici. Dopo essere stati attentamente studiati e fotografati, questi sono stati nuovamente interrati ma, sembra solo provvisoriamente, in quanto si pensa alla rimozione e al trasferimento in altra sede di quello bizantino