San Paolo fuori le Mura chiaramente voleva essere una copia di San Pietro in Vaticano; disposta in senso inverso, con l'ingresso a occidente, la nuova chiesa del 385 fu progettata per provvedere alla tomba di san Paolo un riparo altrettanto solenne e monumentale della basilica che racchiudeva la tomba di san Pietro: immensa, costruita sfarzosamente e tale da poter accogliere grandi masse di pellegrini, che venivano per assistere alle funzioni e venerare la tomba, e da servire inoltre come luogo di sepoltura.
Le dimensioni, le proporzioni e pochi tratti della muratura originaria sopravvivono, come ci rimangono numerose illustrazioni; preceduta da un atrio con colonne, la navata, larga quasi 24 metri si estendeva per l'eccezionale lunghezza di 97 metri. Da un lato e dall'altro due navatelle fiancheggiavano la navata maggiore, e la loro ampiezza età pari a quella della navata mediana. Il sacrario di san Paolo si trova sotto l'altare, vicino all'arco trionfale che separava il transetto dalla navata, un transetto continuo ma più alto di quello di San Pietro, copre il sacrario: verso est si concludeva in una grandiosa abside, come quella di San Pietro. Quattro file di colonne ad arcate fiancheggiavano la navata centrale e separavano quelle laterali; in quella centrale sostenevano grossi muri sovrastanti e nelle navatelle dei muri bassi; come a San Pietro, i muri sostenuti da archi delle navatelle erano forati da una serie di aperture sotto il tetto. Ventuno finestroni per lato (invece degli undici di San Pietro), ognuno in asse con gli intercolumni, illuminavano la navata. L'abside re- stava buia, però nel transetto finestre arcuate e oculi riversavano un'ondata di luce sul sacrario.
I costruttori di San Paolo emularono quelli di San Pietro nelle proporzioni e nella pianta, compresa la rara soluzione del transetto continuo, ma realizzarono una variante, non una semplice copia. Il transetto era alto quasi quanto la navata centrale, più profondo e più corto, con i muri delle testate che sporgevano appena al di là del limite delle navatelle esterne; le ragioni di questa modifica ci sono sconosciute, si sia trattato del bisogno di più. Il sacrario inoltre non si trovava sulla corda dell'abside come a San Pietro, era invece il più possibile a ridosso della navata; il colonnato della navata maggiore era coronato da archi anziché da una trabeazione; in luogo della massa eterogenea di fusti di colonne, basi e capitelli tutti diversi, come avveniva in San Pietro, gli elementi dei colonnati in San Paolo originariamente erano omogenei. I fusti palesemente erano stati scelti con accuratezza tra il materiale di spoglio romano, come i capitelli della navata centrale (quelli al centro furono sostituiti dopo il 442 con altri di spoglio); ma i capitelli delle navate laterali furono disegnati apposta per l'edificio. Il tutto riccamente decorato.