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Il patriarca Bertoldo di Andechs, verso il 1225, fece iniziare la costruzione di una chiesa dedicata a S. Odorico ai piedi del castello di Udine, incorporandovi un’antica chiesetta dedicata a S. Girolamo. Il successore Gregorio di Montelongo rivoluzionò il progetto, forse incompiuto, costruendo una chiesa a tre navate, che appare officiata nel 1257. Nel 1263 vi costituì una collegiata di canonici e la eresse a sede della Pieve di Udine in luogo della chiesa di S. Maria di Castello. Il beato Bertrando la consacrò il 16 giugno 1335, mutandone il titolo in S. Maria Maggiore. Nei secoli seguenti l’edificio fu oggetto di ampliamento e di abbellimento fino alla trasformazione radicale del sec. XVIII.

Il 18 aprile 1735 il patriarca Daniele Delfino la riconsacrò col titolo di S. Maria Annunziata. Alla costituzione dell’arcidiocesi di Udine, nel 1753, venne eretta in chiesa cattedrale metropolitana.