La primera construcción, que data del siglo IV[1]​ y se debe probablemente a Constantino,[2]​ presentaba ya una forma octogonal con columnas angulares, aunque algunos hablan de una planta cuadrada.

[4]​ El edificio, que durante siglos fue el único baptisterio de Roma,[3]​ fue modificado también posteriormente.

[4]​ El edificio, que sustancialmente corresponde a la reconstrucción del siglo V, presenta una planta octogonal, cubierta por una cúpula sostenida por dos órdenes de columnas.

En el siglo V, en la época del papa Hilario (461-468), estos dos ábsides fueron recubiertos con mosaicos, de los cuales hoy solo se conserva uno, el oriental: un candelabro atraviesa verticalmente el ábside por su centro, mientras que a su alrededor llueven racimos y espirales doradas sobre un fondo verde.

Es evidente la simbología de las cruces (respectivamente los evangelistas y los apóstoles), mientras que para el candelabro se ha pensado también en una referencia a la Lanza Sagrada.

Sobre el cuadrado central se injertan cuatro semicírculos, formando así ocho amplios sectores en los que pululan animales y vegetales con un claro simbolismo eucarístico.