Une nouvelle basilique est construite. Mais les dimensions et l'emplacement ne sont pas connus même si son existence est attestée. En effet, le poète Venance Fortunat (530-609) raconte que vers 507, une lumière provenant de la basilique aurait averti Clovis d'aller combattre les troupes du roi wisigoth de confession arienne, Alaric. La rencontre eut lieu à Vouillé, bataille au cours de laquelle Alaric trouva la mort. De même, dans "Histoire ecclésiastique des Francs" , l'évêque Grégoire de Tours (538-594) raconte vers 575, la vision d'une boule de feu venant de la basilique avant la bataille de Vouillé. Par ailleurs, des fragments de mosaïques ont été trouvés en 1856 au cours de fouilles sous la nef de l'église actuelle.