Dell’antica chiesa, consacrata nel 1107 da papa Pasquale II rimane, oltre al perimetro dell’edificio, il vasto ambiente del nartece. La copertura dell’ingresso, a volte rampanti su enormi archi traversi, è datata tra il XII e il XIII secolo e riferita alla cultura francese, mozarabica o armena. La basilica è divisa in cinque navate. Nel 1218 la facciata, unico esempio di architettura romanica caratterizzata da incroci di archi in conci di arenaria e mattoni in argilla che si intrecciano a coppie parallele con le due torri angolari, copriva già l’intera larghezza della chiesa. È dunque probabile che il luogo, pur non essendo sede vescovile, fosse stato progettato in modo tanto ambizioso a livello di spazi per adeguarsi al ruolo di Casale, capoluogo della marca di Monferrato. Proprio i legami dei marchesi Paleologi con l’impero latino di Costantinopoli avrebbero coinvolto, nel Duecento, maestri tanto esperti da concepire la grandiosa e ardita copertura dell’atrio, già porticato, antistante la chiesa. Il nartece che conserva nella volta una straordinaria ed inconsueta architettura avvicinabile alle costruzioni armene, è fiancheggiato da matronei nei quali si aprono quadrifore con capitelli romanici. Dal nartece si accede alle cinque navate. Nella cappella a sinistra dell’altare maggiore è collocato il monumento funerario dedicato a Bernardino Tibaldeschi, opera di Matteo Sanmicheli. Le figure di Santi e Angeli del coro e della calotta dell’abside eseguiti nel 1860 sono di Costantino Sereno.
Dal presbiterio si accede al deambulatorio dove sono esposti sulle pareti i resti dei pavimenti della metà del secolo XII e alcune sculture risalenti al XIV e XV secolo. La sacrestia raccoglie e custodisce importanti dipinti: il Battesimo di Cristo di Gaudenzio Ferrari, la pala d’altare della Madonna con Bambino e Santi di Giorgio Alberini e quattro tele di Pietro Francesco Guala.
Sulla navata sinistra della chiesa si affaccia la cappella di Sant’Evasio, costruita nella seconda metà del Settecento su disegni, in parte modificati, di Benedetto Alfieri; i bassorilievi sono opera di Giovanni Battista Berbero, mentre l’affresco della volta è di Giovanni Battista Ronchelli. Al centro del transetto è collocato un crocifisso in legno ricoperto di lamine d’argento che risale alla seconda metà del XII secolo eseguito da artisti lombardi.