Das Bistum wurde wohl 365 gegründet. Obwohl es nicht ganz sicher ist, wo die frühmittelalterliche Bischofskirche stand, geht man davon aus, dass Notre-Dame-du-Bourg der ursprünglich Sitz des Bistums ist und erst später, wohl im 15. Jahrhundert, die heutige Kathedrale Saint-Jérôme die Funktion übernahm. Aus der Gründungszeit um 365 ist ein sehr kleiner Saal mit Rechteckchor ergraben. Südlich davon entstand im 5. Jahrhundert ein größerer Saal mit Rechteckchor und einem Mosaikfußboden unter der heutigen Kirche (zugänglich). 780 soll auf Weisung Karls des Großen ein Neubau entstanden sein, was aber wohl lediglich einen Umbau im Inneren und eine Erweiterung nach Westen umfasste. Um 960 wurde ein neuer großer Chor erbaut. Tief greifende Umbauten erfolgten ab 1020 mit neuem Chor und einem Westbau. Ein gotischer Neubau entstand kurz nach 1200 teilweise auf den Fundamenten der Vorgänger. Er wurde 1490-1500 erneut umgebaut.

L'évêché a probablement été fondé en 365. Bien que l'on ne soit pas tout à fait sûr de l'emplacement de l'église épiscopale du début du Moyen-Âge, on suppose que Notre-Dame-du-Bourg est le siège initial de l'évêché et que ce n'est que plus tard, probablement au 15e siècle, que l'actuelle cathédrale Saint-Jérôme a repris cette fonction. Une très petite salle avec un choeur rectangulaire datant de l'époque de la fondation vers 365 a été mise au jour. Au sud de cette salle, une salle plus grande avec un choeur rectangulaire et un sol en mosaïque a été construite au 5e siècle sous l'église actuelle (accessible). En 780, un nouvel édifice aurait été construit sur ordre de Charlemagne, mais il s'agissait probablement uniquement d'une transformation de l'intérieur et d'un agrandissement vers l'ouest. Vers 960, un nouveau grand choeur a été construit. Des transformations profondes ont eu lieu à partir de 1020 avec un nouveau choeur et un bâtiment occidental. Un nouveau bâtiment gothique fut construit peu après 1200, en partie sur les fondations de ses prédécesseurs. Il fut à nouveau reconstruit entre 1490 et 1500.