Alrededor del año 430 d.C. el edificio adquirió la forma canónica de las basílicas con la introducción de un ábside semicircular en el lado occidental. Entre la segunda mitad del siglo V y mediados del siglo VI d.C. el edificio fue objeto de importantes modificaciones: se extendieron las columnatas, se construyó una fachada nueva y se reorganizó el espacio litúrgico. En el siglo VIII d.C. se colocó una pila bautismal en la nave izquierda. La alta edad media marcó el comienzo de las prácticas de sepultura dentro de la basílica. Entre finales del siglo XI y comienzos del siglo XII d.C. se llevaron a cabo unas obras para consolidar las estructuras portantes y el espacio presbiterial fue modificado. En el siglo XIV d.C., después de una fase de abandono y de las primeras actividades de expoliación, gran parte de los muros se derrumbaron.
Planta de las excavaciones de Rodolfo Lanciani y dibujos de las decoraciones arquitectónicas de la basílica
Hipótesis reconstructiva de la decoración pictórica del muro perimetral oeste
(G. Bordi, V. Valentini)
Reconstrucción hipotética del aspecto exterior de la basílica a comienzos del siglo VI d.C.
(G. Irace, R. Loreti)