Nach der Überlieferung des Historikers Giovanni Francesco Fara aus dem 16. Jahrhundert verlegte Orzocco I. von Lacon-Zori im Jahr 1070 die Hauptstadt des Gerichts (sardischer Bezirk) von Arborea von Tharros nach Oristano. Aus dem Jahr 1131 ist die „ecclesia sanctae Mariae de Orestano“, eine alte Kathedrale, belegt. Der romanische Bau stammt vom Ende des 11. bis zum Beginn des 12. Jahrhunderts. Wahrscheinlich hatte sie einen dreischiffigen Grundriss mit einer Apsis im Südosten und einem aus je acht Säulen bestehenden Septum, denn es sind sechzehn graue Marmorschäfte erhalten. In den ersten dreißig Jahren des 13. Jahrhunderts, als Marian II. von Lacon-Gunale Herrscher war, wurde die Kirche teilweise wiederaufgebaut. Erzbischof Torgotorius von Muru gab das Dach und die Holztüren bei dem Meister Placentinus in Auftrag, der 1228 die bronzenen Türklopfer signierte. Gegen Mitte des 14. Jahrhunderts wurde an die dreischiffige Aula ein Querschiff angebaut, mit vier Kapellen, die das viereckige Presbyterium flankieren, zwei auf jeder Seite. In der Kapelle, die als Kapelle des Heilmittels oder des Allerheiligsten bekannt ist, befindet sich die Grabinschrift von Filippo Mameli aus dem Jahr 1348, die den Endpunkt der Umstrukturierung nach den Formen der italienischen Gotik markiert. Der schlechte Zustand der Kirche führte zu ihrer Umgestaltung im 18. Nach einem Beschluss des Kapitels von Arborea, das am 4. Mai 1729 von Bischof Antonio Nin einberufen wurde, begannen die Arbeiten zum Abriss der alten romanischen und gotischen Strukturen.