El patrono de Pavía es san Siro, que vivió en la primera mitad del siglo IV, fundador de la primera comunidad cristiana de Pavía y de su iglesia: su cuerpo fue custodiado durante más de seiscientos años en la iglesia de Santi Gervasio e Protasio, la más antigua de la ciudad según el cronista Opicino de Canistris, fundada en época romana.
Una de las tradiciones más antiguas de Pavía es la Fiesta de las Santas Espinas, que cae el día después de Pentecostés: en esa ocasión se llevan en procesión por la ciudad las tres espinas custodiadas en la catedral, consideradas parte de la corona puesta sobre la cabeza de Cristo durante la Pasión. Las reliquias formaban originalmente parte de la colección reunida por los Visconti en la capilla del castillo Visconteo, y fueron trasladadas a la catedral en 1499, cuando, tras la caída de Ludovico el Moro, se temió que pudieran ser sustraídas por los franceses.
Pavía siguió siendo capital del Reino de Italia también en época carolingia y otoniana: en la basílica de San Michele Maggiore fueron coronados reyes de Italia Berengario de Friuli y sus sucesores, hasta Federico Barbarroja en 1155, que residió allí trece años en distintos períodos durante las luchas contra la Liga Lombarda.