La totalité du bâtiment est classée monument historique depuis 1889. L'église était autrefois entourée de maison sur deux côtés. Seule les façades sur la rue Froide et la rue Saint-Pierre étaient visibles. Pendant la bataille de Caen en 1944, les maisons cachant la nef Saint-Eustache furent détruites pendant les bombardements ; lors de la Reconstruction de Caen, on décida de laisser intacte la perspective sur l'édifice en créant la place Pierre-Bouchard.
Du côté de la rue Froide, un escalier intrigue les archéologues. Sa destination reste encore un mystère. Selon Henri Prentout, il ne donne accès ni à une tribune dédiée à de riches paroissiaux, ni à un oratoire privé pour les prêtres, ni à une chaire extérieure. Selon lui, il s'agit d'une monstrance qui servait à montrer des reliques surnommées « le Verdun », du nom de leur donateur. Mais cet usage n'a jamais été véritablement prouvé.