Passato un pronao, attraverso tre porte si entra nella basilica, a tre navate, divise da colonne di granito che sostengono archi; il soffitto è a capriate. Nella controfacciata è posta una tela, raffigurante la Battaglia di Ponte Milvio, copia dell'affresco presente nei Musei vaticani, nella sala di Costantino. A metà della navata di destra si accede al battistero, separato dal corpo della chiesa: esso, a pianta ottagonale, fu progettato da Carlo Stopponi nel 1961. Lungo le pareti delle navate laterali è posta la "Via Crucis", opera musiva di Biagio Biagetti (1942-46). Nella navata di sinistra è il pulpito, realizzato in stile cosmatesco da Pio Leonori, fratello dell'architetto Aristide.