La catedral de Santa Eulalia y Santa Julia tiene sus orígenes en el momento de la creación del obispado de Elna en el siglo VI. El templo actual es uno de los cuatro que formaba el conjunto catedralicio.

La iglesia más antigua de todas y que muy probablemente era la antigua catedral, estaba dedicada a San Pedro y se encontraba en la parte de la ciudad conocida como Villa Baja. Las últimas noticias que nos han llegado de ella datan del 934. Ya en la Villa Alta se encontraba la iglesia dedicada a Santa María del Benlloch. En una bula papal del 897, se recuerda que este templo fue construido por Anastasia, a la que todo el mundo relaciona con la hermana del emperador Constantino I y tía de Constantino II, asesinado en Elna en 350. A finales del siglo XX se destruyeron los vestigios que aún se conservaban de este templo, aunque correspondían a la reconstrucción hecha en el siglo XIII. El otro templo, dedicado a San Esteban, parece que se encontraba a pocos metros al este de la cabecera de la actual catedral.

La iglesia actual, se menciona por primera vez en el año 861. En 922 es designada como la madre de todas las iglesias del Roselló y el Conflent. Fue reconstruida en el siglo IX y consagrada de nuevo el 1 de septiembre del 916 por el obispo Elmerad.

A principios del siglo XI se reconstruye el templo, que consagrará el obispo Ramón de Empúries en 1069.

Alrededor del año 1140, se fortifica la catedral y se construyen unos valles para proteger las murallas de la ciudad por orden del obispo Udalgar de Castellnou.

Entre los años 1380 y 1400 se empieza a construir una nueva cabecera gótica por detrás de la románica. Cuando se habían levantado los muros de las capillas radiales unos tres metros, se detuvieron las obras. En 1674 se intentó continuar la obra sin éxito.

La iglesia tiene planta basilical, con tres naves, rematadas al este por tres ábsides semicirculares.

La nave central está cubierta con una bóveda de cañón, mientras que las laterales presentan bóveda de cuarto de círculo. En ambos casos fueron realizadas posteriormente, pues en la construcción inicial se utilizaron cubiertas de madera.

A los pies del templo, justo por encima del órgano, podemos observar el único arco de diafragma que se ha conservado, así como el lugar donde iban apoyadas las vigas de madera.

La separación entre las naves se realiza a través de arcos formeros de medio punto. Sorprende la diferente estructura de los pilares en que se apoyan estos arcos y que también sirven de apoyo a los arcos torales de todas las naves.

Los cuatro pilares situados más al este son de planta cruciforme, con semicolumnas adosadas en los cuatro lados, mientras que en el resto encontramos pilastras rectangulares.

El segundo pilar del lado norte presenta una característica diferente al resto: su sección inferior tiene una estructura con más resaltes que en el tramo superior. La unión entre ambos espacios se hace mediante una burda moldura.

Las semicolumnas adosadas presentan capiteles esculpidos básicamente con con temática vegetal y geométrica. Todo parece indicar que, a excepción de los de la nave central, fueron reaprovechados de una construcción anterior.

Al sustituir la cubierta de madera por bóvedas de piedra se tuvieron que reforzar los muros laterales de la nave principal. Esta acción consistió en colocar un tercer arco por encima de los arcos formeros, a modo de arquivolta exterior.

El ábside principal está decorado externamente con unos grandes arcos ciegos de tradición alto-medieval.

Una imposta ajedrezada recorre todo el cilindro absidal, creando una especie de tímpano en cada uno de los arcos. Este está decorado con cuadrados colocados en ángulo, recordando el opus reticulatum, muy utilizado en época romana y carolingia.

Este ábside fue sobrealzado, probablemente en el siglo XII y por este motivo se tuvieron que construir dos grandes arbotantes.

Desde el exterior del ábside principal, se puede adivinar la existencia de una cripta, probablemente eliminada en el momento de construir el monumental baldaquino del presbiterio en 1724. Precisamente el elevado peso de este elemento hace inviable cualquier excavación arqueológica en este sector. La cripta ocupaba la totalidad del ábside y probablemente estaba cubierta por bóvedas de arista. En ella se veneraban las reliquias de Santa Eulalia y santa Julia, hasta que en 1340 fueron trasladadas detrás del altar.

Los ábsides laterales son mucho más simples, decorados únicamente con lesenas, que no llegan hasta la cornisa.

A partir del siglo XIII se añadieron capillas laterales en el muro sur. También se construyó una puerta de mármol blanco en el siglo XIV, reformada en 1.669.

En la fachada de poniente encontramos la puerta principal. Fue construida en el siglo XIII y sorprende por su simplicidad. Está formada por dos arcos de medio punto adovelados y en gradación, que rodea un tímpano y dintel lisos.

Como todo el templo, la fachada está hecha con guijarros dispuestos de manera irregular, aunque en algunos sectores, como por ejemplo la parte baja, están dispuestos en opus spicatum.

Por encima del nivel de la puerta encontramos una decoración a base de arcos lombardos y lesenas. Los arcos, dispuestos en tres grupos de dos a cada lado de la fachada, están reseguidos por un arco hecho con basalto negro.

Esta decoración se repite en la base de las dos torres que flanquean esta fachada.

La torre del lado sur es contemporánea del templo. Los primeros niveles fueron edificados a finales del siglo XI y presentan la decoración lombarda descrita anteriormente a base de arcos ciegos, reseguidos con basalto negro y lesenas. En los tres pisos superiores los arcos son mucho más elaborados, con sillares bien tallados, que nos hace datarlos en pleno siglo XII. En los dos últimos pisos se abrieron dos ventanas de medio punto en cada cara, correspondiéndose con los arcos centrales.

La original fachada románica estaba coronada con un friso de arcos ciegos, que recorrían la pendiente de la cubierta a dos aguas. Esta decoración fue parcialmente destruida al fortificar el templo y actualmente sólo se conservan dos fragmentos.

Estos arcos, como los demás de la fachada, estaban decorados con un arco de basalto negro, pero lo que los hace más interesante son las ménsulas en que descansan los arcos. En las que se han conservado podemos ver motivos geométricos, vegetales y una cabeza humana.

La fachada fue concebida con dos campanarios flanqueándola, pero sólo se construyó el del lado sur. En el siglo XIV, para reforzar el sistema defensivo de la catedral, se decide construir otra torre en el lado norte, mucho más pequeña, hecha a base de cantos rodados y ladrillos.

En el interior del templo se conserva el ara de altar consagrada en 1069. Por la parte superior, que desgraciadamente no puede ver el visitante, está decorada con 30 arcos ciegos y una elegante bordura con perlas y florones de tres pétalos . En el siglo XVIII se convirtió en frontal del nuevo altar y se grabó una inscripción relativa a su consagración.

Otros elementos interesantes son las dos pilas de mármol que se conservan. Una es de agua bendita y tiene una estructura cilíndrica, decorada con una hoja de acanto. Es una pieza romana del siglo I, en la que se le esculpieron gajos y un acanalado interior para convertirla en pila de agua bendita. La otra pila es bautismal y no tiene ninguna decoración. Está fechada entre los siglos XII y XIII.

También se conservan numerosos elementos litúrgicos y ornamentales de diferentes épocas. Entre ellos podemos encontrar una Virgen románica y una gótica, así como retablos góticos y arquetas.

El claustro está adosado al lado norte del templo. No se conservan noticias de la existencia o la construcción del claustro hasta el año 1237. Previamente, en época del obispo Guillem Jordà (1171-86), se sustituyó el antiguo pórtico de madera, adosado al templo, por una galería hecha con mármol. Entre 1237 y 1240 se recogen limosnas para construir las galerías oeste y norte. Ya en el primer tercio del siglo XIV se completará el claustro con la construcción de la galería este y la restauración de las otras galerías, muy dañadas por las tropas de Felipe el Atrevido en 1285. A lo largo del siglo XIV se construye un piso superior, que fue destruido en 1827, durante la restauración de la catedral.