[1]​ Su fachada, con seis columnas y un tímpano triangular completo con esculturas, permaneció en pie hasta 1688, cuando colapsó debido a un terremoto.

[2]​ La primera iglesia dedicada a San Pablo en esa área fue erigida entre los siglos VIII y IX d. C. para celebrar la victoria de los napolitanos sobre los Sarracenos, detrás del pronaos del templo pagano.

Alrededor de la primera mitad del siglo XVI, en la iglesia estuvo presente Andrés Avelino, quien ingresó en la basílica como postulante; en 1567, fue nombrado prepósito de San Paolo Maggiore y ocupó este cargo durante los siguientes diez años, seguido por Johannes Camillo Falivene da Giffoni.

Durante el siglo XVII, se llevaron a cabo importantes obras de decoración y embellecimiento.

En 1943, debido a un bombardeo aéreo de los Aliados, la iglesia sufrió graves daños, especialmente el techo y el área del transepto, que colapsaron casi por completo.

En el lado derecho del complejo, un acceso lateral mediante una escalinata conecta con una puerta que conduce directamente a la iglesia, justo después de la segunda capilla de la nave derecha.

Entre los ventanales, bajo la bóveda, los grandes lienos verticales con las Storie di San Gaetano son de Andrea Di Lione (sobre bocetos de Andrea Vaccaro) de 1660 a 1661, mientras que aún más abajo, entre los arcos de la nave, hay dieciséis telas horizontales, ocho a cada lado, sobre Storie della vita di Gesù (Cena in Emmaus, Ritorno del figliol prodigo, Buon Samaritano, Gesù e l'adultera, Gesù tra i dottori, Riposo durante la fuga in Egitto, Presentazione al Tempio, Adorazione dei Magi, Circoncisione di Gesù, Adorazione dei pastori, Annuncio ai pastori, Annunciazione, Resurrezione di Lazzaro, Samaritana al pozzo, Tentazioni di Satana y Battesimo di Gesù) y dos más grandes (una a cada lado) sobre la Vita di san Gaetano (San Gaetano vittorioso sull'Eresia y San Gaetano che esorta ad orare il Sacramento), todas ellas de Santolo Cirillo con fecha de 1737.

[2]​ El arco de acceso a la zona del presbiterio fue decorado con las figuras de los santos Pedro y Pablo por Andrea Vaccaro en 1660, mientras que el techo del transepto y del ábside se han perdido por completo, a excepción de algunos estucos del ábside; según la historiografía oficial, estaban caracterizados por frescos sobre Vita e Passione di Cristo, Santi Apostoli, Santi protettori della città y Dottori della chiesa greca e della chiesa latina, un ciclo completamente realizado por Belisario Corenzio.

Luego está la capilla de los Santos Pedro y Pablo, que conserva una tabla del siglo XVI de Francesco Cicino representando a la Madonna con i santi Pietro e Paolo; junto a la capilla hay un monumento funerario con el busto del matemático Nicola Fergola.

La segunda capilla (anónima y sin patrocinio) en la pared frontal del transepto fue ampliamente remodelada después de un bombardeo durante la Segunda Guerra Mundial; la capilla alberga algunas pinturas de Santolo Cirillo.

La segunda capilla del transepto, anónima al igual que la del transepto izquierdo, fue fuertemente remodelada después de los bombardeos que sufrió durante la Segunda Guerra Mundial; conserva algunas pinturas de Santolo Cirillo en su interior y a la izquierda, una puerta da acceso a la sacristía.

La antecámara contiene pinturas y muebles del siglo XVII, con una Madonna con i santi Caterina e Antonio de Giuseppe Tomajuolo.

Todo el ciclo de frescos está fechado y firmado por Francesco Solimena.

Las decoraciones de mármol fueron realizadas por Dionisio Lazzari y Nicola Tammaro a finales del siglo XVII.

La pintura sobre el sepulcro es obra de Paolo Finoglio y representa a Sant'Andrea tra angeli.

Según una leyenda popular, se dice que el agua del pozo de San Pablo era la más fresca de la ciudad y que los fieles acudían allí para saciar su sed.

En las inmediaciones, detrás del ábside de la basílica, se encuentra el claustro grande (chiostro grande); construido en el mismo año que el pequeño, tiene una forma rectangular y siete arcos en cada lado.