Le catacombe di San Vittorino sono il monumento più antico dell'attuale basilica. Il cimitero sotterraneo si sviluppò nel V secolo intorno alla tomba del santo ed è oggi situato in parte sotto la chiesa di San Michele Arcangelo ed in parte fuori dal suo perimetro, ad ovest della navata. Il complesso è costituito da un'ampia galleria che si articola perpendicolarmente all'asse della chiesa e su cui si aprono tre vani collegati ad altre tre grotte.

L'ingresso dalla chiesa vecchia conduce ad un primo ambiente rettangolare a volta a botte, rivestito con le tecniche dell' opera reticolata o dell' opera incerta, che ospita il presunto sepolcro di san Vittorino ricomposto con i restauri del 1940. Il monumento, datato al V secolo, è composto da lastre di marmo decorate scandite da quattro pilastri con sorretta un tabula che attribuisce il merito della realizzazione del sepolcro al vescovo Quodvultdeus.

Dal vano è raggiungibile una grotta che presenta alcuni esempi di tomba a forno. Muovendosi verso ovest si raggiunge invece un vano, forse di realizzazione medievale, cui si affaccia un secondo vano con altare datato ai secoli XVI e XVII ed una seconda piccola grotta. Continuando verso ovest si arriva alla grande galleria fiancheggiata da 12 nicchiette irregolari e un vano di forma quadrangolare. All'estremità meridionale della galleria si apre un corridoio con decorazioni dei secoli XIV e XV con il quale si accede ad un ambiente realizzato nel Cinquecento che riconduce in superficie.