Au XI^e siècle, une première cathédrale est consacrée dans la ville haute, sur la colline du château. A la suite de l’arrivée à Nice des reliques de sainte Réparate, une chapelle lui est dédiée. Prieuré de l’abbaye de Saint-Pons au XII^e siècle, puis paroissiale, l’église est agrandie au XV^e siècle. L’église prend le titre de cathédrale après la désaffection de celle du château en 1531. Face à l’urgence d’accueillir davantage de fidèles et de donner à l’édifice une ampleur digne de son titre, l’architecte Giovanni Andrea Guiberto (1604-1684) est chargé de sa reconstruction.  Il travaille à ce chantier de 1649 à 1684 et conçoit un plan qui peut être rapproché de celui de la basilique Saint-Pierre de Rome (dans sa forme transformée au XVII^e siècle par Carlo Maderno).

La cathédrale Sainte-Réparate est consacrée en 1699, puis son clocher est achevé en 1757 et la façade est élevée au siècle suivant. Le Comté de Nice est rattaché à la France en 1860 et des travaux d’embellissement et d’agrandissement sont réalisés à la fin du XIX^e siècle par Léon Labrouste (1846-1907) et Lucien Barbet (1852-1907). L’édifice est classé au titre des Monuments historiques par arrêté du 9 août 1906 et se voit élevé au rang de cathédrale basilique mineure en 1949.

Dans la seconde moitié du XX^e siècle, plusieurs campagnes de travaux ont concerné les façades, toitures et plus récemment les intérieurs du monument (2012-2014). Le dôme devait également faire l’objet d’une campagne de travaux, la chute de mutules provenant de la corniche suitée à sa base ayant été constatée sur les édifices adjacents.

Des travaux de renforcement de la sécurité incendie de la cathédrale ont été motivés sans le cadre du Plan Cathédrale, lancé à la suite de l’incendie de la cathédrale Notre-Dame de Paris. Ces travaux permettront ainsi d’améliorer les dégagements, d’assurer l’isolement des combles, de mettre en conformité les installations électriques, de faciliter l’action des secours et d’améliorer les moyens d’extinction. Cette campagne de travaux comprend donc la restauration des élévations du tambour et de son lanternon et la révision de la couverture en tuiles émaillées du dôme.

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