La Basilica di Sant'Agata Maggiore si colloca nel centro storico della città, nei pressi della basilica di San Francesco. È una delle chiese più antiche della città, edificata nel V secolo ai tempi del vescovo Pietro II (494-519 d.C.), il cui monogramma campeggia nella navata centrale. L’abside fu realizzato il secolo successivo, durante il vescovado di Agnello (556-569), grazie al contributo economico di Giuliano Argentario.
Il pavimento della chiesa originaria si trova a circa 2,50 metri rispetto al piano attuale di campagna.


Nel corso del tempo la chiesa ha subito numerose modifiche. Nel prato che la circonda, un tempo cimitero, si trovava un quadriportico, sostituito nel XVI secolo da un campanile circolare. A seguito di un terremoto, nel 1688 la decorazione musiva dell’abside andò distrutta e il pavimento fu poi rialzato di 2.50 metri. 

Nel corso dei restauri condotti tra il 1913 e il 1918 da Giuseppe Gerola furono aggiunti alla facciata il bel protiro e la sovrastante bifora inquadrata da marmi. Lo spazio interno è a tra navate. L’impianto basilicale è scandito da colonne, alcune delle quali sormontate da capitelli corinzi del VI secolo. 

Un'antica arca, presso l’altare di Sant’Agata, conserva le ceneri di San Sergio Martire e del Vescovo Agnello. Al di sopra una tela di Luca Longhi del 1546 raffigura Sant’Agata fra le Sante Caterina d’Alessandria e Cecilia.