קתדרלת פלרמו היא הקתדרלה הראשית של פלרמו, בירת האי סיציליה. לכנסייה היסטוריה ארוכה של שינויים ועריכות, כשהאחרונה שבהן נעשתה במאה ה-18.
הקתדרלה הוקמה ב-1185 בידי ולטר אופהמיל, הארכיבישוף האנגלו-נורמני של פלרמו והמיניסטר של ויליאם השני, על חורבות של כנסייה ביזנטית. לכל הדעות הכנסייה המוקדמת נמצאה על ידי האפיפיור גרגוריוס הראשון, ונהפכה למסגד.
בזמן שהמגדלים הפינתיים הוקמו בין המאות ה-14 וה-15, נוספה בתקופת הרנסאנס המרפסת הדרומית. ההופעה הנאו-קלאסית של הקתדרלה נוצרה בשנים 1781-1801, ופוקחה בידי פרדיננדו פוגה. פוגה גם תרם לגוף הראשי של המגדל, ולכיפות הקטנות שמכסות את מעברי התקרה.
החזית הראשית מוקמה בצד המזרחי, על ויה בונלו, ונוצרה במאות ה-14 וה-15. שתי ארקדות מחודדות מחברות בין החזית למגדל הפעמונים, שסופח לארמון הארכיבישוף.
בצד הימני יש צריחים המושטים למרפסת רחבה בסגנון גותי-קטלאני, עם שלוש ארקדות שנוצרו ב-1465. הפסיפס המתאר את מדונה הוא מן המאה ה-13, והמונומנטים על הקיר מן המאה ה-18 מייצגים את קרלוס השלישי, מלך ספרד ואת ויקטור אמדאוס השני מסרדיניה.
הקפלה הטקסית, בקצה המעברים השמאליים, קושטה באבני חן יקרות ובהן לפיס לזולי. אוצרות הקתדרלה כוללים גביעים, בגדים, והכתר המוזהב של קונסטנס מסיציליה, שנמצא בקברה ב-1491.