La Catedral de Trevi lleva el nombre de San Emiliano, primer obispo, mártir y patrón de la ciudad, cuyos acontecimientos se cuentan en el Passio Sancti Miliani: Armenio, fue enviado a administrar la iglesia local, pero fue perseguido y asesinado en el año 303, bajo el reinado de Diocleciano, cerca del olivo ahora llamado precisamente «San Emiliano».
Los trevani siempre han sido muy devotos de su patrona, hasta el punto de que en el Medioevo y enel Renacimiento el nombre de la santa se utilizó para indicar a Trevi o a sus habitantes; la fiesta patronal es el 27 de enero y en la primera noche tiene lugar la emocionante procesión de los Illuminata.
La iglesia domina la ciudad desde la cima de la colina donde, según la leyenda, se encontraba el templo de Diana Trivia; los restos más antiguos de la iglesia datan del siglo ⅩⅡ y son los tres elegantes ábsides y la estatuilla del santo, situada sobre el portal del siglo XV, ahora amurallado. En el siglo XV, la iglesia fue ampliada por los artesanos lombardos: pertenecen a esta fase el portal principal y el tímpano superior, que representa a San Emiliano entre dos leones. El primero está rodeado por un marco, hecho con una lápida romana, mientras que el segundo fue colocado originalmente sobre un altar en la plaza de la ciudad, porque era el lugar al que los nuevos sacerdotes iban cuando celebraban su primera misa. La intervención más importante fue la del arquitecto romano Luca Carimini, que en la segunda mitad del sigloXIX dio a la iglesia su aspecto actual.
El interior del edificio es de estilo neoclásico y custodia el cipo en el que se encontraron los restos de San Emiliano; también conserva frescos del siglo ⅩⅥ: uno en particular proviene de una columna del templo renacentista y se llama por esta razón Virgen de la Columna, el cual se atribuye a Francesco Melanzio da Montefalco. El altar del Sacramento de Rocco da Vicenza (1521) y el de la Trinidad (1585) son espléndidos.