Au XVIe siècle, le seul usage miliaire de la colline du château entraîne le déplacement de la ville haute vers la ville basse. Sainte-Réparate prend alors le rôle de cathédrale, en lieu et place de Sainte-Marie située sur la colline. Ce nouveau statut nécessite une reprise de l’édifice, débutée en 1650 par l’architecte niçois Jean-André Guibert. Le style baroque est adopté mais sa déclinaison est relativement sobre, renforcée par l’absence de décor au niveau des voûtes. Le plan reprend les églises romaines du XVIIe siècle, notamment celle de Sant’Andrea della Valle (Corso Vittorio Emanuele II). Le dôme et la façade s’apparentent au baroque génois. La façade, réalisée seulement dans les années 1820, a été colorisée récemment. Les initiales des princes de Savoie, présentes dans la nef et le chœur, exaltent leur gloire et rappellent l’histoire singulière qui a lié, pendant plus de cinq siècles, Nice et le Piémont.