Nel centro della città, ubicato nell'omonima piazza, si trova il Duomo, dedicato a San Nicola di Bari. L'edificio inizialmente fu costruito nel XIII secolo in stile romanico, ma di questa prima fase rimane solo la parte inferiore quadrata del campanile, il quale si trova sul retro della chiesa. Nel 1480 fu ricostruito in stile gotico-catalano, e di questo periodo è rimasto quasi intatto l'interno. Nel XVII secolo fu interamente rifatta la facciata, in stile barocco coloniale spagnolo, e fu allungato il campanile. In origine la chiesa aveva una pianta a navata unica con transetto, in seguito furono aggiunte le cappelle laterali, e fu modificata l'abside.

La facciata è molto alta, nella parte inferiore vi è un portico a tre archi, la parte superiore è molto elaborata, ed e'decorata con fregi, arabeschi, tralci, fiori, angioletti, medaglioni. Sulla parte alta si trovano tre nicchie che ospitano le statue dei santi più venerati nel sassarese: Gavino, Proto e Gianuario; ancora più in alto, nel frontone a forma di feluca, si trova la nicchia con la statua di San Nicola. L'interno ha una copertura con volte a costoloni, su arcate ogivali. Le cappelle gotiche che affiancano la navata sono quattro per ogni lato, e all'interno di esse si trovano molti dipinti del XVII secolo.

Vicino al Duomo si può vedere anche il Palazzo Ducale, costruito tutto in pietra calcarea, tra il 1775 e il 1805, su incarico del Duca Dell'Asinara e realizzato da architetti lombardi.
Nelle vicinanze, in una traversa del Corso Vittorio Emanuele, si trova la chiesa di Santa Caterina, edificata dai Gesuiti tra il 1580 e il 1607. La chiesa, che in origine era dedicata a Gesù e Maria, ha una pianta a croce latina con navate laterali costituite da cappelle collegate.
In questa zona si trova anche la chiesa di Sant'Andrea che fu ultimata nel 1648, in stile barocco , caratterizzata dall' interno a due navate voltate a botte.
Proseguendo lungo il Corso si può vedere il Teatro Civico, edificato nel 1830, a modello del Teatro Carignano di Torino; quindi si arriva alla piazza Sant'Antonio, dove si trova la chiesa omonima, del XIV secolo, con facciata rifatta in stile barocco (1709), e la torre di Sant'Antonio, una delle parti superstiti dell'antica cinta di mura pisane del XIII secolo, abbattuta all'inizio del Novecento; altri resti delle mura si trovano proseguendo sulla destra della torre di Sant'Antonio.

Si incontra poi la chiesa della Trinità, in piazza del Mercato, costruita in stile barocco-catalano.