La Passio Sancti Pelini, contenuta in un codice membranaceo del IX-X secolo, narra, oltre alla vita e al martirio del Santo, anche la leggenda di fondazione della cattedrale che sarebbe stata innalzata nel IV secolo, per voto dei corfiniesi che edificarono un tempio nel luogo dove era stato rinvenuto il corpo del Santo martire. La cattedra valvense, che non è riferita ad una città ma a un territorio, risale ad epoca longobarda, e il toponimo deriva dalla voce "balma" che
indica una zona di pertinenza, immediatamente contrapposta alla Valle Peligna. Il complesso architettonico valvense è costituito da due corpi di fabbrica distinti e comunicanti: il mausoleo di Sant'Alessandro papa e la cattedrale di San Pelino.
Il primo, a destra della cattedrale, si presenta come un'aula rettangolare, oltre cui si apre, in fondo, una piccola abside circolare ed in effetti costituisce il transetto di una costruzione mai portata a termine. La presenza delle reliquie di Sant'Alessandro papa, benché non sia pervenuta sino a noi nessuna storia di traslazione, va forse spiegata con il desiderio da parte dei Valvensi di contrapporsi all'abbazia di San Clemente a Casauria i cui privilegi sono legati al corpo del Santo papa. L'esterno è caratterizzato innanzi tutto dalla torre che poggia su un impianto romano e che attualmente risulta spezzata al secondo ordine. Originariamente funzionava da residenza fortificata del vescovo abate. Da notare i numerosi materiali romani utilizzati a fine ornamentale. L'interno è diviso in quattro campate con volte a crociera che poggiano su semicolonne addossate alla muraglia, mentre l'arco centrale cade su una mensola sopra il semicatino absidale, illuminato da tre strette finestre e affrescato con figure dei Santi Onofrio, Anatolia, Caterina, Giovanni e Alessandro, eseguiti da due autori, diversi per stile e capacità (sec. XIII).
Per quanto riguarda San Pelino si può affermare, con una certa sicurezza, che nel 1075 Trasmondo abate di San Clemente, pose mano alla ricostruzione ex novo di una cattedrale accanto alla fabbrica di Sant'Alessandro e sulle rovine di un precedente edificio. Dopo una lunga vicenda costruttiva, la chiesa, consacrata da Gualtiero nel 1124, conserva le linee gotiche nelle quali fu rifatta nel 1229- 1235. La facciata principale prospetta sulla Via Valeria ed è caratterizzata da un unico portale romanico, decorato sui piedritti e l'archivolto da motivi vegetali ripresi da uno dei tanti frammenti romani di spoglio che arricchiscono le muraglie. Sul lato sinistro, un portale secondario ripete, sia pure con minori abbellimenti, le linee del primo. Un accenno particolare merita la bellissima abside maggiore scandita da quattro fasce decorative in cui s'inseriscono sottili colonne, lastre scolpite e finestre, finemente decorate. L'interno basilicale, diviso in tre navate da quattordici pilastri, è coperto da capriate a vista, mentre il presbiterio si presenta voltato a botte. La pavimentazione in pietra si uniforma alle muraglie. Il catino absidale su cui restano tracce di affreschi, presenti anche sulle pareti delle navate, è illuminato da tre finestre. La parte sottostante è coperta dal bellissimo coro ligneo eseguito da Ferdinando Mosca nel 1738. Da notare, sulla sinistra dell'abside, dove è stato sistemato dopo i recenti restauri, un bassorilievo raffigurante la Vergine in trono. L'opera si ricollega per stile e tematica, alla Madonna posta sulla lunetta del portale destro di San Clemente a Casauria e a quella detta delle Fornaci di San Panfilo a Sulmona. Una visita meritano anche la sagrestia con la grande Crocifissione eseguita nel 1896 da Teofilo Patini e il Lapidarium italico e romano nei locali annessi al complesso.