Schwarze Steine im Straßenpflaster weisen seit dem Mittelalter Pilgern den Weg von der Kathedrale zur Basilica San Nicola. Das Gotteshaus wurde 1087-1197 über den Resten des zerstörten byzantinischen Gouverneurspalasts für die Gebeine des hl. Nikolaus von Myra gebaut, die seit 1089 in der Krypta ruhen. Dort erinnert eine orthodoxe Kapelle daran, dass der Stadtheilige Baris als Schutzpatron der Seeleute, Jungfrauen und Kinder sowohl von der Ost- als auch von der Westkirche verehrt wird.
San Nicola setzte Maßstäbe für den romanischen Sakralbau in Apulien. Die schlichte Fassade zwischen zwei Turmstümpfen gliedern Rundfenster, Drei- und Zweibogenfenster sowie Lisenen und Blendbogen. Relief ornamente sowie zwei von Stieren getragene Säulen, auf denen ein Baldachin ruht, rahmen das Hauptportal in der Mitte. Kunstvolle Steinmetzarbeiten fallen auch im dreischiffigen Innern auf, vor allem das oktogonale Ziborium (1150) und der marmorne Bischofsthron Cattedra di Elia (11. Jh.). Der große Silberaltar mit Szenen aus dem Leben des hl. Nikolaus ist wie die üppig dekorierte und vergoldete Holzdecke ein Überbleibsel der Barockisierung im 17. Jh.
Im linken Seitenschiff wartet die Nikolausstatue auf ihren alljährlichen Einsatz bei der Festa Patronale di San Nicola (7.-9. Mai), mit der die Ankunft der Nikolausreliquien aus Myra im Jahr 1087 gefeiert wird. Höhepunkt der Festivitäten ist die Prozession, bei der die Statue morgens zum Porto Vecchio getragen und mit einem Fischerboot aufs Meer gefahren wird, um abends mit einem grandiosen Feuerwerk wieder im Hafen empfangen zu werden.