Nonostante siano poche, purtroppo, le evidenze archeologiche che possano darci un’idea dell’alzato della cattedrale risulta facilmente comprensibile la conformazione dell’antica aula liturgica: un chiaro dato è la fila di dodici colonne, spaziate tra loro di circa tre metri, di cui restano visibili un buon numero di plinti, a volte con relative basi. Esse dividevano una delle navate minori da quella maggiore e la stessa cosa si ripeteva sull’altro lato del complesso, dove risultano oggi minori evidenze, articolando così lo spazio in tre navate, rispettivamente di sei metri di larghezza le più piccole e dodici metri di larghezza la più grande. Le colonne erano tra loro collegate, secondo la conformazione che appare più probabile, da arcate. Risulta facile comprendere come l’andamento dell’intera struttura fosse rivolto verso l’abside. Nelle costruzioni del tempo, infatti, il susseguirsi delle colonne, ritmico e articolato, imprime velocità e scansione longitudinale della basilica; orientata tutta verso l’abside, dove si trova la cattedra del vescovo (donde più tardi il nome di cattedrale) e l’altare.
La bellezza e la sontuosità di queste prime cattedrali a Bergamo è soltanto ipotizzabile a partire dai pochi evidenti resti della decorazione interna, come la pavimentazione, probabilmente divisa tra lastre marmoree e mosaici. Frammenti di questi ultimi sono visibili in prossimità della sopravvissuta iconostasi medievale, e mostrano una buona varietà di motivi: una porzione con una decorazione a losanghe, un motivo a treccia con l’inserimento di tesserine rosse e arancioni oltre alle diffuse bianche e nere e, più vicino all’iconostasi, un bel motivo con cerchi intersecanti e quadrifogli. Le pareti, della navata centrale come delle laterali, non sono sopravvissute ma dovevano essere ricoperte, grazie a un intervento immediato o di qualche secolo successivo, da un ricco apparato di dipinti murali con scene simboliche o narrative finalizzate all’istruzione dell’assemblea. È utile sottolineare infatti che, a partire dall’epoca costantiniana, la ricchezza e la bellezza delle basiliche rispondevano all’intento non solo di rendere gloria a Dio, ma di offrire elementi didascalici e catechistici ai catecumeni e ai cristiani. Dell’apparato pittorico riconducibile a questa prima fase restano soltanto piccoli brani di pitture murali a finte incrostazioni marmoree visibili su una delle pareti perimetrali.

Purtroppo illeggibile nella completezza delle sue forme, la zona presbiterale mostra chiaramente solo una parete, quella dell’iconostasi, visibile nelle sue forme medievali. Considerando che la liturgia eucaristica era accostata all’idea del sacrificium svolto da personale specializzato (il clero) e che la mensa era posta in un luogo intangibile dai laici, possiamo però ragionevolmente supporre che al termine della navata si trovasse, già in questa fase, lo spazio riservato alla celebrazione, il cui piano pavimentale doveva essere più alto e accessibile attraverso pochi gradini. Così come per la chiesa successiva anche la zona presbiterale della chiesa paleocristiana doveva avere una parete volta a delimitarla ed è probabile che la base dell’iconostasi che oggi si può osservare, composta da grandi lastre in marmo di Zandobbio, una tra le più prestigiose pietre decorative locali, fosse già quella dell’assetto precedente. Le lastre, quindi, con i cambiamenti del XII secolo, sono state portate più avanti, ampliando la zona dedicata al clero, e modificate per accogliere la muratura superiore.

In ultimo possiamo evidenziare come l’intera costruzione di un edificio simile fosse guidata da profonde giustificazioni teologiche. Le stesse Costituzioni Apostoliche (testo canonico-liturgico della fine del IV secolo) danno alcune chiare indicazioni: “In primo luogo l’edificio sia di forma allungata, rivolto verso Oriente, avendo da entrambe le parti dei pastofori rivolti verso Oriente, e sia simile alla nave”. […] L’Ascensione di Cristo, avvenuta verso oriente, e il suo ritorno atteso ancora da levante alla fine dei tempi, sono la motivazione teologica che porta la prima comunità a esprimere in questo atteggiamento la preghiera verso est ”. A Bergamo tale necessità racconta l’influenza della prima comunità cristiana, accolta dal consenso del potere dominante. La costruzione infatti, per rispondere al fondamentale e imprescindibile orientamento, si trova a modificare interamente l’assetto del quartiere cittadino precedente, compiendo una rotazione di circa 14 gradi.