Ο μητροπολιτικός ναός, η Μεγάλη Ναός Παναγία, θεμελιώθηκε στις 10 Απριλίου 1844 επί επισκόπου Ρεθύμνης και Αυλοποτάμου Καλλίνικου Νικολετάκη, όπως αναγρά­φεται στην κτητορικη επιγραφή που έχει εντοιχιστεί στη νότια εξωτερική πλευρά του.

Οι εργασίες ολοκληρώθηκαν το 1856. Ήταν μία τρίκλιτη βασιλική, της οποίας το μεσαίο κλίτος ήταν αφιερωμένο στα Εισόδια της Θεοτόκου, το βόρειο στους Τρεις Ιεράρχες και το νότιο στους Αγίους Απο­στόλους. Επέζησε έναν αιώνα. Οι φθορές που είχε υποστεί από τους βομβαρδισμούς κατά τον Β'' Πα­γκόσμιο Πόλεμο επέβαλαν την κατεδάφιση του το 1956, μαζί με τα παρακείμενα χτίσματα, τη δια­μόρφωση του χώρου και την ανοικοδόμηση του σημερινού με­γαλύτερου ναού των Εισοδίων της Θεοτόκου (21 Νοεμβρίου).
Στη νοτιοδυτική γωνία του να­ού υψώνεται το πυργοειδές κωδωνοστάσιο, που κατασκευάστηκε το 1899. Είναι έργο του πρακτικού μηχανικού Γεωργίου Δασκαλάκη και προσφορά των λίγων τότε χρι­στιανών της πόλης. Η πρώτη καμπάνα πρόσφατα αντικαταστάθηκε και βρίσκεται στο πρώτο Εκκλησιαστικό Μουσείο της πόλης, που λειτουργεί στο ενοριακό γραφείο του ναού και περιλαμβάνει εξήντα περίπου από τους παλαιότερους εκκλησιαστικούς «θησαυ­ρούς» του.
Η εσωτερική διαρρύθμιση του νέου ναού δεν άλλαξε. Το θαυμάσιο ξυλόγλυπτο τέμπλο και οι φορητές εικόνες του επανατοποθετήθηκαν στην αρχική θέση τους. Το τέμπλο είναι έργο του Κυκλαδίτη ξυλόγλυπτη Δημητρίου Ραγουζή και κατασκευάστηκε το 1852.

Το Μέγαρο της Μητροπόλεως Ρεθύμνης και Αυλοποτάμου βρίσκεται στην ομώνυμη πλατεία, στη συμβολή των οδών Εμμ. Τομπάζη και Πέτρου Μανουσάκη, νοτιοανατολικά του Καθεδρικού ναού. Είναι ένα μονώροφο νεοκλασικό κτήριο.Στην αίθουσα τελε­τών υπάρχουν τα πορτρέτα των ιεραρχών που αρχιεράτευ-σαν στην οικεία Μητρόπολη. Αυτή η διαρρύθμιση έγινε κατά την τελευταία ανακαίνιση (1971-1972).Η πρόσοψη βρίσκεται στην ανατολική πλευρά και χαρα­κτηρίζεται από απόλυτη συμμετρία. Σε εντοιχισμένη ορθο­γώνια πλάκα είναι χαραγμένη επιγραφή που αναφέρεται στην πρώτη ανακαίνιση του Μεγάρου, που έγι­νε το 1900 με τις ενέργειες του Θ. ντε Χιόστακ, υπεύθυνου τότε των ρωσικών δυνά­μεων στο Ρέθυμνο, και τη χορηγία του αυ­τοκράτορα πασών των Ρωσιών Νικολάου του Β.

Η πλατεία Μητροπόλεως από τα μέσα του 18ου αιώνα αποτελούσε το πνευματι­κό κέντρο της πόλης. Εκεί βρισκόταν, εκτός του Καθεδρικού ναού και του Επί­σκοπε ίου, η Δήμο γερόντια, η αίθουσα των Τριών Ιεραρχών (Πρίγκιπα Γεωργί­ου), το Νηπιαγωγείο, το Δημοτικό Σχο­λείο, το Γυμνάσιο Αρρένων (Αρρεναγωγείο) και εκατό μέτρα δυτικότερα, στον περίβολο του ναού της Αγίας Βαρβάρας, το Παρθεναγωγείο, όπου στεγάζεται σήμερα η Δημόσια Κεντρική βιβλιοθήκη Ρεθύμνου. Κανένα από τα κτήρια που υπήρχαν γύρω από τον Καθεδρικό ναό μέχρι στις αρχές της δεκαετίας του 1950 δεν υπάρχει πια.