La basilique est bâtie sur un plan à trois nefs. Elle est dépourvue de portique et précédée du seul narthex, élément appelé généralement, dans la région de Ravenne, « àrdica », adaptation du mot byzantin nàrtheka, lui-même issu du grec classique νάρθηξ (nàrthex), "cassette".
Extérieurement, la basilique présente une façade à galerie couverte, construite en brique, avec des lignes de trous de boulins. La partie supérieure est percée d'une fenêtre double en marbre, surmontée de deux autres ouvertures minuscules conjointes. Le narthex a un toit à simple pente, qui descend vers des colonnes de marbre blanc, contrastant avec le reste du bâtiment. Sur la droite du narthex se détache un haut campanile de brique, de plan circulaire, ajouré de fenêtres simples, puis doubles, enfin triples, selon une disposition classique de la région.
La nef centrale donne accès à deux bas-côtés par douze paires d'arcs soutenus par des colonnes. Elle se termine par une abside semi-circulaire, en cul-de-four.
L'abside, détruite par un séisme, a été reconstruite, et se trouve donc entièrement privée des mosaïques qui l'ornaient, sans doute dans le style de celles que l'on peut encore admirer dans la basilique Saint-Apollinaire in Classe.
Les Rois Mages, mur gauche de la nef |