Fu edificato per iniziativa dei primi Vescovi e le maestranze dovettero venire da Milano, allora capitale dell’impero.
Con l’intervento radicale sulle strutture, eseguito tra il 1959 ed il 1966, sotto la direzione del prof. Umberto Chierici della Soprintendenza ai Monumenti del Piemonte, e dopo l’ultimo restauro conservativo durato tre anni (1997-99), è possibile rintracciare le varie fasi del monumento, che sorge su di un’area già edificata nel sec. II – III d.C., come attestano le fondazioni ed i resti pavimentali di una domus. Dallo studio dei mattoni ultimamente si è determinata l’età di costruzione che è compresa tra il 433 e il 466. Si tratta di un edificio a pianta centrale, con perimetro di forma ottagonale che alterna absidiole rettangolari e semicircolari estroflesse all’esterno. La larghezza massima interna è di m. 10,50 mentre l’altezza massima fino alla sommità della calotta centrale è di m. 21,50; lo spessore del muro parietale è di m. 0,50. In elevazione l’edificio si può considerare paleocristiano sino alle finestre ad arco a tutto sesto della zona centrale, mentre l’innalzamento della cupola risale al sec. XI. Sotto i coppi tipici della copertura medievale, la calotta conserva ancora gli antichi tegoloni romani congiunti da una spessa malta.
Notevole interesse rappresenta l’aspetto architettonico strutturale, in cui le colonne di marmo, scanalate e arricchite di capitelli corinzi del sec. II d.C., svolgono solo una funzione ornamentale, mentre la parte portante poggia sulla muratura legata insieme, nei punti di cerniera delle absidiole, da poderosi parallelepipedi di serizzo.
All’esterno risultano ancora visibili tracce dell’intonaco rossiccio che rivestiva tutto l’edificio. L’interno doveva essere decorato a mosaico con probabili tematiche figurative; qualche frammento superstite del mosaico ornamentale originario lo si trova ancora su di una finestra nella zona verso sud. La pavimentazione ad opus sectile con marmi bianchi e neri, oggi è completamente scomparsa ad eccezione di alcuni frammenti nelle absidiole.
Al centro si apre l’impianto della vasca ottagonale, di cui rimangono superstiti i gradini della parte inferiore, anche se privi del rivestimento. Tra il sec. XI e il XII l’edificio venne rialzato nella parte centrale per metterlo in sintonia con la trasformazione della Basilica nel Duomo romanico. Un ignoto e grande pittore, oggi comunemente indicato come il Maestro dell’Apocalisse di Novara, ha affrescato l’interno con temi trattati dall’Apocalisse. Nel disco centrale, quasi nuovo sole, si trovava “ritto in mezzo al trono un agnello come immolato. Egli aveva sette corna e sette occhi, simbolo dei sette spiriti mandati su tutta la terra”. Oggi non è più visibile per l’apertura della lanterna settecentesca. Attorno all’agnello, in otto grandi specchi, si intravedono i quattro esseri viventi, un leone, un vitello, un uomo, un’aquila intervallati da angeli che hanno molti occhi nelle ali. I quattro esseri hanno ciascuno sei ali e sono costellati di occhi davanti e dietro a simboleggiare la scienza universale e la provvidenza di Dio.
Si scende poi di un registro e sul tamburo della cupola si trovano raffigurate otto scene che illustrano i capp. 8-9 e 12 dell’Apocalisse, in una precisa cesura dello spazio, costituita da colonne con una trabeazione continua al di sopra dei capitelli. Comune a tutti gli episodi è la divisione dello spazio di ogni quadro in quattro strisce sovrapposte di egual misura: giallo-bruna, l’inferiore; verde, la seconda; azzurra o verdastra, la terza; di color indaco cupo, la superiore. Le fasce decorative anno un elaborato motivo a nastro continuo, che forma una greca, con rossi, gialli e verdi, interrotti da tabelle rettangolari in cui sono raffigurati dei pesci su fondo di vario colore. In ogni angolo del tiburio a scandire lo spazio è dipinta una colonnina rossastra, con capitello corinzio giallo-bruno e base bruno-verde.
All’interno di ogni rettangolo delle scene si trovano raffigurati i sette squilli delle trombe angeliche che sono connessi con l’apertura dei sette sigilli del libro tenuto dall’agnello. La prima scena raffigura l’Angelo dinnanzi all’Altare degli incensi. La seconda scena, il primo squillo di tromba con il fuoco e la grandine; la terza scena il secondo squillo con il monte incandescente che precipita nel mare; la quarta scena il terzo squillo con la caduta della stella Assenzio e l’inquinamento di tutte le acque; la quinta scena il quarto squillo con l’oscurarsi di un terzo del sole, della luna e degli astri; la sesta scena il quinto squillo con il pozzo che sale dall’abisso e le cavallette che invadono la terra; la settima scena il sesto squillo con i quattro angeli della distruzione.