La grande chiesa parrocchiale è situata nella periferia del centro urbano e con la sua mole domina un’ampia piazza.
Il tempio ha coperto il ruolo di cattedrale della diocesi di Dolia dal 1089 al 1503, quando la diocesi è soppressa e inglobata in quella di Cagliari. La sua costruzione risale al XII-XIII secolo utilizzando il linguaggio del romanico con qualche accenno al gotico.
La facciata a salienti è distinta in due ordini da cornice modanata: l’ordine superiore è concluso da timpano triangolare con terminale dentellato; l’ordine inferiore invece è distinto in cinque specchi, disomogenei per ampiezza. Nell’ordine inferiore si aprono tre portali, racchiusi tra stipiti conclusi da capitelli fogliacei che sorreggono gli architravi in marmo. L’architrave centrale, probabilmente romano, rappresenta in bassorilievo serpenti tra le canne. La ricca decorazione della facciata si completa con le figure umane, di guerrieri e zoomorfe inserite tra i conci tufacei del paramento murario e delle lesene.
Gli alzati esterni sono scanditi in specchi da lisce lesene, coronati da archetti pensili. Sebbene gli archetti corrano lungo tutto il perimetro, si presentano con fogge differenti: nell’ordine inferiore della facciata e dell’abside sono dentellati, più ampi e a volte sostenuti da lesene; mentre lungo i fianchi sono sostenuti da peducci con decori geometrici, fitomorfi e antropomorfi.
L’edificio si imposta su tre navate, distinte da arcate a tutto sesto su pilastri e concluse da abside centrale. Così come l’esterno, anche l’interno si presenta riccamente decorato e conserva ancora le pitture parietali medievali sia nella zona absidale che lungo la navata destra; queste rappresentano schiere di santi e l’Albero della vita, mentre i capitelli dei pilastri sono decorati con scene del Nuovo Testamento. Nella navata destra, inoltre, è conservato il grande Retablo di San Pantaleo, realizzato tra XV e XVI secolo.