Il Duomo sorge sull'area della "Chiesa vecchia di dentro" con impianto traverso rispetto all'edificio antico. La torre dei morti fu adibita a campanile con successiva sopraelevazione. Dedicato a Maria Assunta ed a San Liberale fu costruita dall'architetto Francesco Maria Preti, con inizio del 1723 e apertura al culto del 1746. 
Dall'originale disegno furono stralciati l'atrio e la cupola esterna. Mentre la facciata, iniziata nel 1890 , ebbe compimento agli inizi del secolo XX, con notevoli riduzioni dell'originale progetto, a cura dell'architetto Finnazzi. Le statue a corona del frontespizio sono opera dello scultore Ramazzotti (secolo XX). 
Le 8 statue sulle recinto del sagrato, provenienti dal paradiso dei Corner, raffiguranti guerrieri romani e figure femminili, sono del bassanese Marinali. L'occasione di affidare al Preti l'incarico della progettazione del Duomo fu dovuta all'impossibilità dell'architetto Rizzetti di preparare il disegno della nuova Chiesa. Infatti, avendone avuto direttamente l'incarico, egli pregò il giovane Preti di sostituirlo nell'impresa. Questi, incoraggiato dai Riccati, accettò, rivolgendo ogni sua preoccupazione all'architettura. 
Così venne alla luce il disegno che, presentato in due tempi di rielaborazione all'accademia di San Luca in Roma, fu accolto ed anche lodato. L'architettura, ispirata alla Chiesa del Redentore del Palladio, si presenta con vano dignitoso e solenne, differenziandosi dalla misura palladiana per la sopraelevazione dell'altezza che fu caratteristica dei Preti. 
Il Tempio, a croce latina, è costituito dalla combinazione di tre elementi: presbiterio, crociera e navata. Nelle pareti laterali tre partiture dell'ordine aprono altrettante cappelle. Il presbiterio si conclude con un'abside. L'altissima crociera è sollevata dal tiburio e dalla cupola interna, chiudendosi agli estremi con due absidi. Nelle cappelle del lato destro, inizialmente, vi è l'altare di San Bartolomeo con relativa pala dello Zanchi (secolo XVIII). 
Segue l'altare della Natività con tela dello Zampezzi copiando il tema della stessa dal Bassano. Vi è quindi l'altare di Santa Caterina di Alessandria con tela dello Schiavoni (secolo XIX). Nel successivo vestibolo è murato un affresco raffigurante Sant'Antonio da Padova di Orazio del Paradiso (secolo XVII); nell'attigua cappella (crociera) via il gruppo statuario di Maria Assunta tra angeli e Santi del Bernardi, detto Torretto (secolo XVIII). 
Adiacente è la cappella del Giorgione (secolo XVI) con la Pala di Maria e Santi; in essa sono conservati la lapide tombale di Matteo Costanzo e uno schema marmoreo dei Costanzo. Nel coro del presbiterio vi è la pala del Ponchini (secolo XVI) raffigurante la liberazione delle anime dal limbo. Agli estremi di esso vi è una tela con il martirio di San Sebastiano ed un'altra con la morte di San Severo. 
Le cappelle al lato sinistro, attraversato l'incrocio con i quattro evangelisti, in gesso forte, dello Zandomeneghi (secolo XIX) iniziano con l'altare del Santissimo Sacramento, affiancato dalle statue della Fede e della Carità dello stesso Zandomeneghi; un'erma a San pio X del Baggio è stata collocata in questa cappella nel 1932. L'adiacente antisacrestia conserva il monumento del Riccati di ignoro autore, ma nell'ambito di Le Court (secolo XVII). 
La sacrestia contigua conserva sette brani pittorici di Paolo Veronese e del Zelotti (secolo XVI) provenienti dalla villa Soranza. Tra le molte opere di pittura si segnalano una tela con San Rocco del Bassano (secolo XVI), un santo vescovo di Carracci (secolo XVI), una tela con San Bonaventura del Vecchia (secolo XVII), le due tele con i santi Filippo Neri e Ignazio Lojola del Maffei (secolo XVII) oltre ad opere del Piazza e del Damini, del Corona, del Parma il Giovane e due tele del Ponchini. 
Tornati nella Chiesa, dopo l'altare del Santissimo, segue un vestibolo che reca l'erma del dottor Trevisan, opera del suddetto Zandomeneghi e un altro affresco di Orazio del Paradiso, raffigurante San Bonaventura. La cappella successiva ha l' altare di San Marco, con pala raffigurante l'assunzione di Maria con Santi del Piazza (secolo XVII). Quindi vi è la cappella con tela del Beccaruzzi (secolo XVI) con l'incontro di Santi Anna e Gioacchino. 
L'ultima cappella, dedicata San Sebastiano aveva, in origine, la pala di quel santo, ora nel presbiterio, mentre attualmente ha una copia del Sant'Antonio del Murillo. Il fonte battesimale del secolo XVI, in marmi policromi, conclude la fuga. La Chiesa, inoltre, è dotata di un prezioso tesoro con ostensori, vasi sacri, reliquiari, paramenti liturgici e corali miniati.