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Por dentro, la catedral gótica es un lugar que impresiona; las numerosas pinturas, esculturas y el coro central esculpido (construido en 1390) destacan en la oscuridad. La catedral está dedicada a la patrona de la ciudad, Santa Eulàlia, una niña de 13 años martirizada por los romanos en el año 303 d.de C. y cuyos restos yacen en la cripta, en una tumba con detalles de las escenas de tortura de la mártir (fue arrojada en un barril lleno de clavos por la vía que hoy lleva por nombre Baixada de Santa Eulàlia).
A un lado hay un ascensor que sube al tejado y que permite contemplar unas vistas magníficas del casco antiguo. El claustro es famoso por las 13 ocas blancas (una por cada año de la vida de Eulàlia) y los grabados medio borrados del suelo detallan qué gremio pagó cada una de las partes de la capilla: las tijeras representan a las modistas, los zapatos a los zapateros, etc. El museo de la catedral, en la sala capitular del s. XVII, expone pinturas y esculturas de artistas góticos como Jaume Huguet, Bernat Martorell y Bartolomé Bermejo.