La tipologia del tempio, nato come luogo di culto di un ordine militare, mostra strette affinità con le spoglie e disadorne cappelle fatte costruire dai frati cavalieri in Palestina e presenta le stesse caratteristiche architettoniche della chiesa di Santa Maria di Monteluce e dell'abbazia di Santa Maria di Valdiponte a Montelabate, costruite sulla medesima linea di orientamento campagna-città su cui è posta la stessa San Bevignate.

All'interno è una navata unica con due campate coperte da volte a crociera (mentre la copertura originale doveva essere a capriate); l'abside quadrata, posta al di sopra di una cripta e leggermente rialzata rispetto al piano della chiesa, è introdotta da un grandioso arco trionfale. Tutta la storia del luogo traspare in modo evidente dai cicli iconografici di diverse epoche compresenti sulle pareti: la Processione di flagellanti, la splendida Battaglia fra templari e musulmani e la breve Legenda di san Bevignate, sul cui mantello molti pellegrini e devoti incisero i propri graffiti nel corso del Quattrocento e del Cinquecento. La navata e l'abside sono ricoperte di interessanti affreschi iniziati subito dopo l'edificazione del tempio.

Nella cella absidale, dove compaiono anche numerosi motivi simbolici collegati con l'Ordine templare come croci cosmologiche e stelle, si susseguono dipinti (1260-1270) vicini per stile ad altri esempi perugini del XIII secolo, come quelli in San Prospero. A questa stessa fase decorativa appartengono anche gli affreschi dell'arco trionfale e della controfacciata, mentre ad un periodo successivo, databile intorno al 1280 (probabilmente coincidente con una riconsacrazione della chiesa), sono riferibili le figure di Apostoli distribuite per tutto il perimetro dell'edificio.