L'area funeraria della Vigna Cassia è costituita da un cimitero di comunità e da cinque ipogei di diritto privato, ascrivibili cronologicamente ai secoli III, IV e V.

La catacomba vera e propria si articola in tre regioni, S. Maria di Gesù, Maggiore o di San Diego, Marcia, di cui le prime due nascono già nell'ambito del III secolo, l'ultima invece soltanto nel IV. La pianta certifica quanto detto: il cimitero di S. Maria di Gesù è ricavato dall'allargamento di un acquedotto preesistente, sulle pareti del quale vengono tagliati una serie di loculi (cavità rettangolari con il lato lungo a vista) con un intervento veloce ed economico sulla roccia che ben si addice ad un periodo precostantiniano. La cronologia alta di questa regione della catacomba viene confermata dal cimitero Maggiore o di San Diego databile, sulla base di un gruzzolo monetale ivi rinvenuto, alla metà circa del III secolo. I materiali ritrovati in quest'area, epigrafi e lucerne,  confermano tale datazione proponendo inoltre una commistione di cultura pagana e cultura cristiana già rilevata, negli anni Cinquanta, da Santi Luigi Agnello.

Uno sviluppo topografico meno confuso caratterizza il cimitero di Marcia, il cui impianto regolare ricorda da vicino quello della catacomba di San Giovanni. La datazione della genesi di questa regione si sposta quindi al IV secolo, posteriormente alla Pace della Chiesa, con una utilizzazione ancora nel pieno V secolo come suggerisce la cronologia dell'affresco di Marcia che ha dato il nome a questo settore della necropoli.