La prima parte venne edificata successivamente all'editto di Costantino, per volontà del Vescovo Teodoro. Essa era costituita da due aule parallele, connesse da una trasversale. Tra il 1021 ed il 1031 venne realizzata una quasi totale ricostruzione, per desiderio del Patriarca Poppone, e venne edificato il campanile isolato, alto 73 metri, a cuspide, che costituì prototipo per le costruzioni friulane ed istriane.

In seguito al terremoto del 1348, la Basilica venne ulteriormente restaurata, acquisendo interventi in stile gotico, tra il 1350 e il 1381. Infine, accolse sovrapposizioni di matrice rinascimentale, soprattutto per quanto concerne le decorazioni della zona del presbiterio, nel periodo della dominazione veneziana.

La facciata a doppio spiovente, si apre allo spazio antistante attraverso una bifora ed un portico. L'interno è a croce latina, a tre navate e presenta il presbiterio rialzato.

Tra le antiche mura, si è conservato uno straordinario pavimento a mosaico di inizio del IV secolo, con scene dell'antico testamento, che è particolarmente interessante perché, se nella contemporanea pittura nelle catacombe a Roma si iniziava ad assistere a una semplificazione dello stile usato, a fronte di una maggior immediatezza della raffigurazione e un marcato simbolismo, ad Aquileia si notano ancora uno stile naturalistico di matrice ellenistica, sebbene già pienamente adeguato alla nuova simbologia cristiana.