La facciata della chiesa fu completata verso il 1350 ed è una fusione di stile romanico e gotico; presenta due logge e di una trifora, oltre ad un imponente portale tipico dell'architettura romanica, costruito nel XIV secolo. A sinistra del portale vi è anche un altare sepolcrale trecentesco, contenente le spoglie di Aventino Fracastoro, medico degli Scaligeri. Le absidi dell'edificio sono state decorate con cuspidi e pinnacoli movimentate da finestroni particolarmente alti e da una loggia del XV secolo. Il campanile è strutturato in corsi di cotto e di tufo, e presenta delle trifore ad arco tondo.

Il portale laterale è a bifora divisa da un pilastro e fu completato nel 1363. L'architrave ha un fregio di fiori e foglie con al centro la statua di sant'Antonio da Padova, risalente alla seconda metà del XV secolo. A lato si vede un affresco con la Vergine e due santi, opera di Francesco Morone del 1523.

L'interno della chiesa presenta un'unica navata con cinque absidi, e vi si trova l'altare Della Torre, del XVIII secolo, stile barocco e con la pala del Bellotti raffigurante San Francesco. Anche il presbiterio presenta un altare, opera di Schiavi, sul quale sono custodite le reliquie dei santi Fermo e Rustico.

Appena entrati, al di sopra del portale bronzeo si può ammirare una Crocifissione, affresco del XIV secolo attribuito a Turone di Maxio. Sempre dietro la facciata, ma sulla destra è visibile il Martirio dei francescani in India, altro affresco del XIV secolo e sotto i Santi Dorotea ed Onofrio, di scuola veronese dello stesso periodo. Nei pressi la tomba Guarienti. Degno di nota il Mausoleo Brenzoni del 1426, opera dello scultore fiorentino Nanni di Bartolo detto il Rosso. Il monumento rappresenta la Risurrezione. Il Pisanello affrescò i lati del baldacchino con raffigurazioni della Vergine Annunciata e l'Arcangelo Gabriele, mentre in alto dipinse gli Arcangeli Raffaele e Michele.

Si accede alla chiesa inferiore dal transetto destro di quella superiore, scendendo una antica scala si giunge al primo e più antico chiostro del complesso. Sono presenti un affresco di inizio XIV secolo che raffigura la Vergine seduta in trono con Gesù bambino e due santi e la lastra tombale del giurista Antonio Pelacani, morto nel 1327, che lo rappresenta mentre insegna ai suoi studenti. Sono presenti anche altre lastre tombali.

Sono visibili alcuni affreschi risalenti ai secoli XII, XIII e XIV: i più significativi sono il Battesimo di Gesù (XII secolo) e la Madonna che allatta. Nel presbiterio vi è un Crocifisso ligneo del XIV secolo, mentre nel transetto di destra è conservata la pietra dove, secondo la tradizione, furono decapitati i santi Fermo e Rustico.