Der Dom von Trevi ist Sant’Emiliano, dem ersten Bischof, Märtyrer und Patron der Stadt geweiht. Seine Geschichte wird in der Passio Sancti Miliani erzählt: Er war armenischer Abstammung und wurde entsendet, um die lokale Kirche zu verwalten. Aber er wurde verfolgt und im Jahr 303 unter Diokletian am Olivenbaum, der heute ebenfalls nach dem Heiligen benannt ist, getötet.
Die Einwohner von Trevi sind seit jeher besonders gläubig ihrem Patron gegenüber, sodass im Mittelalter und in der Renaissance der Name des Heiligen zur Bezeichnung der Stadt Trevi selbst oder ihrer Bewohner genutzt wurde; das Patrozinium ist am 27. Januar, und am Vorabend findet die berührende Lichterprozession statt.
Die Kirche überragt die Stadt auf der Spitze eines Hügels, auf dem sich der Legende nach der Tempel von Diana Trivia befand; die ältesten Überreste der Kirche gehen auf das 12. Jahrhundert zurück. Das sind die drei Apsiden sowie die Heiligenstatue, die sich über dem Tor aus dem 15. Jahrhundert befindet, das heute gemauert ist. Im 15. Jahrhundert wurde die Kirche von Baumeistern aus der Lombardei erweitert: Aus dieser Bauphase stammen das Haupttor sowie das darüberliegende Tympanon, das Sant’Emiliano zwischen den beiden Löwen darstellt. Ersteres ist von einem Rahmen umgeben, der aus einem römischen Gedenkstein besteht, während sich zweiteres ursprünglich über einem Altar auf dem Stadtplatz befand, da es von neuen Priestern im Rahmen ihrer ersten Messe bestiegen wurde. Die wichtigsten Arbeiten wurden hingegen vom römischen Architekten Luca Carimini vorgenommen, der der Kirche in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts ihr heutiges Erscheinungsbild verlieh.
Das Gebäudeinnere ist im neoklassizistischen Stil gestalltet und dort befindet sich auch der Säulenstumpmf, in dem die sterblichen Überreste von Sant’Emiliano gefunden wurde; außerdem sind in der Kirche Fresken aus dem 16. Jahrhundert verwahrt: Ein besonderes Fresko stammt aus einer Säule des mittelalterlichen Tempels und wird aus diesem Grund Madonna della Colonna genannt. Es wird Francesco Melanzio da Montefalco zugeordnet. Wunderschön sind die Altäre Sacramento di Rocco da Vicenza (1521) und Trinità (1585).