El Duomo Vecchio fue construido a partir de 1608, reemplazando a la anterior iglesia de S. Maria, en la explanada donde había cuatro iglesias y tres edificios civiles, el Duomo se completó en la segunda mitad de la década de 1600. Durante el siglo XVIII se llevaron a cabo otras obras, como la sacristía nueva (terminada en 1704). La Catedral fue dedicada inicialmente a Santa María Asunción, en 1678 fue dedicada a Santo Stefano, patrón de Milazzo.
Fachada - La fachada principal, de impronta de finales del siglo XVI, se caracteriza por pilastras de piedra siracusana con capiteles compuestos y corintios, y está dividida en dos órdenes por una cornisa. En el primer orden, dos semicolumnas corintias sostienen un tímpano quebrado que da paso a un edículo con una estatua de la Virgen con el Niño flanqueada por dos ángeles manieristas. En el segundo orden está dominado por una ventana rectangular, con un zodíaco y un reloj de sol a los lados. La corona de la parte superior carece del campanario, que se derrumbó a principios de 1900. El techo se caracteriza por una cúpula central con un tambor delgado y 4 cúpulas laterales.
Las cúpulas - La cúpula principal: en la base hay cuatro ventanas redondas y termina en una linterna. En su interior, se articula con velas. En los paneles que separan las 4 ventanas redondas hay tres figuras que probablemente formaron parte de un grupo de 4 santos (San León II, San Demetrio, San Nicolás, San Papino). Las 4 cúpulas laterales se hacen eco de la estructura en forma de vela de la cúpula principal.
Altar del Crucifijo - Está enmarcado en un gran arco; la pared tiene una decoración incrustada en la que se ve claramente la huella de un Crucifijo.
Ábside de la Madonna delle Grazie - El altar ya no está presente, pero se conserva el pavimento romboidal original de mármol blanco y gris; en las paredes, pilastras de mármol con incrustaciones, en el arco el escudo cívico y el monograma de la Virgen.
Coro - La sala, una vez decorada con sillería de madera y ahora completamente vacía, tiene cuatro puertas laterales, las dos primeras con decoraciones de mármol, de las otras dos, la de la izquierda conduce a la sacristía, la de la derecha a las habitaciones de abajo. Originalmente, el espacio estaba ocupado por el altar mayor, el púlpito y las pinturas en las paredes laterales.
Altar de San Esteban - Altar de mármol con incrustaciones, en cuyo frontal hay un medallón que representa al Santo; en la parte superior el altar está coronado por dos ángeles en mármol de Carrara. En la parte más alta hay un óvalo que representa tres coronas superpuestas para simbolizar los 3 órdenes feudales:
⁃ En la parte inferior, la propiedad estatal o cívica de la ciudad real;
⁃ En el medio, el feudal o baronal;
⁃ En la parte superior, coronada por una cruz, la del poder eclesiástico.
Ábside del Santísimo Sacramento - El tabernáculo de mármol con ángeles es notable; las paredes laterales tienen 2 ventanas con marcos de mármol incrustados. En el arco el escudo cívico y la Sagrada Hostia.
En el interior del edículo había un lienzo que representaba el "Martirio de San Esteban", que ahora se encuentra en la nueva catedral. El fresco visible hoy, parcialmente cubierto por el altar de mármol, representa el "Noli me tangere", el encuentro entre Jesús y María Magdalena, inmediatamente después de la Resurrección (solo se ve una mano y parte de la túnica de Cristo).
Sacristía - Las obras de esta zona de la Catedral comenzaron en 1698 hasta 1704. Hay una escalera de caracol de piedra, una vez conectada con el Oratorio del Santísimo Sacramento (planta baja), mientras que subiendo a los pisos superiores era posible llegar a la azotea, pasando por otras estancias. Destaca el lavabo de mármol policromado del siglo XVIII y el gran portal, coronado por una placa conmemorativa, que daba paso a la "Sacristía Nueva".
Oratorio de la S.S. Sacramento - Situado bajo el coro, es una sala cubierta por una bóveda de crucería baja que descansa sobre cuatro pilares cuadrangulares; en las paredes hay otros 10 medios pilares, en algunos de los cuales aún son visibles los restos de las decoraciones originales. En el espesor de la pared oeste hay un nicho ojival destinado a contener las hostias y con toda probabilidad también debió haber un altar de madera, que se ha perdido. La escalera interrumpida conducía a las salas de la sacristía. Esta zona fue utilizada desde 1616 hasta 1861 como Oratorio de la Archicofradía del Santísimo Sacramento, una compañía laica fundada en 1580.
