Il nucleo della città antica è Piazza Duomo, che è particolarmente ricca di monumenti: la Cattedrale, il Seminario dei Chierici e il Municipio. Al centro della piazza è la fontana dell'Elefante, simbolo di Catania, progettata da Gian Battista Vaccarini. Sopra l'elefante è un obelisco egiziano, forse proveniente dal circo romano di Catania.

La Cattedrale venne edificata tra il 1078 e il 1093 dal conte Ruggero. Dell'impianto originario oggi rimangono l'abside e il transetto. La cupola e la facciata barocca, che è molto scenografica, furono edificate nel Settecento, mentre il campanile è del secolo successivo. Sul prospetto settentrionale è un portale cinquecentesco. All'interno sono custoditi interessanti dipinti: il Sant'Antonio Abate di Guglielmo Borremans e il Martirio di Sant'Agata di Filippo Paladini. Nel presbiterio vi sono alcuni affreschi secenteschi, tra cui il Martirio di Sant'Agata, di Gian Battista Corradini. Pregevole e di notevole valore è il cinquecentesco coro ligneo con storie di Sant'Agata. A destra del presbiterio è la cappella di Sant'Agata che conserva l'urna d'argento coi resti della Santa. A destra del transetto si trova la cappella della Madonna, che ospita la tomba di Costanza, moglie di Federico III d'Aragona. Il tesoro della Cattedrale possiede numerose opere di grande valore, soprattutto argenti, fra i quali spiccano la corona e il busto dorato e smaltato di Sant'Agata.

Il settecentesco Seminario dei chierici, dell'architetto catanese Alonzo Di Benedetto, in stile barocco fiorito catanese, dall'aspetto massiccio e gradevole, caratterizzato da un fitto bugnato, finestre e portale decorati e balconi con mensole figurate, occupa il lato meridionale della piazza.

Alla sua destra si può ammirare l'ottocentesca fontana dell'Amenano, opera dello scultore napoletano Tito Angelini, che fu fatta erigere per celebrare l'avvenuto imbrigliamento delle acque del fiume Amenano, che aveva provocato fino ad allora una enorme quantità di danni ai quartieri centrali della città. Il popolo, a causa del velo d'acqua che cade dai bordi della vasca, su cui sorge la statua del dio, denominò la fontana "dell'acqua a lenzuolo". Dietro la fontana si apre la piazza Alonzo Di Benedetto, dove si tiene quotidianamente il caratteristico e pittoresco mercato del pesce.

Sul lato settentrionale della piazza Duomo, si erge il palazzo del Municipio, la cui facciata principale è del Vaccarini. Il più bel palazzo della Catania settecentesca è senza ombra di dubbio il Palazzo Biscari, che meritò una bella descrizione fatta da Goethe nel suo libro "Viaggio in Italia". Il Castello Ursino sorge in piazza Federico di Svevia, Ha pianta quadrata e possenti torri cilindriche.