Πριν από την ίδρυση της βασιλικής από τον επίσκοπο Ευφράσιο, στην ίδια θέση υπήρχαν τουλάχιστον δύο παλαιότερα στάδια παλαιοχριστιανικών κτισμάτων. Η πρώτη εκκλησία χτίστηκε τον 4ο αιώνα, και τα απομεινάρια της σώζονται νοτίως της βασιλικής του Ευφρασίου. Ο χώρος της εκκλησίας αυτής ήταν χωρισμένος σε τρεις τετραγωνικές αίθουσες ανίσου μεγέθους, με ψηφιδωτά δαπέδου των οποίων τα αποσπάσματα σώζονται και σήμερα. Τα ψηφιδωτά αυτά σώζουν και επιγραφές με ονόματα χορηγών, που πληροφορούν περί συμμετοχής ορισμένων ευσεβών πιστών στην κατασκευή τους. Τμήμα της βόρειας αίθουσας πιθανόν χρησίμευε ως βαπτιστήριο. Η είσοδος στην εκκλησία ήταν μέσω νάρθηκα, ο οποίος ήταν χτισμένος στον χώρο της Cardo, που οδηγούσε εώς τη βόρεια είσοδο της πόλης. Ακόμα και σήμερα είναι φανερή η στενή σχέση της ρωμαϊκης πολεοδομίας και της θέσης του καθεδρικού ναού. Η παλαιότερη εκκλησία βρισκόταν στη γωνία ενός από τα βόρεια οικοδομικά τετράγωνα (insulae) της πόλης, στη θέση των ρωμαϊκών εγκόσμιων κτιρίων. Η παλαιότερη ιστοριογραφία ερμήνευε ένα μέρος της δομής των ρωμαϊκών οικιών ως απομεινάρια μυστικής χριστιανικής εκκλησίας του 3ου αιώνα (domus ecclesiae), συνδέοντάς τα με τα στοιχεία της επιγραφής που αναφέρει τη μεταφορά της σορού του επισκόπου Μάουρου (Mauro), ο οποίος επισκεύασε την αρχική εκκλησία (primitiva ecclesia). Σύμφωνα με αυτές τις ερμηνείες, σε αυτη την κρυμμένη εκκλησία βρισκόταν και το ψηφιδωτό με τον ’’ιχθύν’’ ως μυστικό σύμβολο της χριστιανοσύνης. Εντός της βασιλικής σώζεται και η επιγραφή με το όνομα του επισκόπου Μάουρου. 

Με τα μεγάλα έργα του επισκόπου Ευφρασίου (στα μέσα του 6ου αιώνα), ο οποίος ανέλαβε τα καθήκοντα του επισκόπου του Παρεντίου μετά την ανακατάληψη της περιοχής από τον αυτοκράτορα Ιουστινιανό, επισκευάστηκε προσεκτικά και ο καθεδρικός ναός. Στην παλαιότερη μεγάλη βασιλική προστέθηκε καινούργιο ιερό με αψίδες, κιονοστοιχία και διάκοσμο, χτίστηκε και το παρεκκλήσι, το καινούργιο αίθριο και το Επισκοπικό Μέγαρο. Η μικρότερη βασιλική και το βαπτιστήριο παρέμειναν ανέγγιχτοι εντός του συγκροτήματος. Ο επίσκοπος Ευφράσιος διακόσμησε τη βασιλική με κίονες, κιονόκρανα και λειτουργικό εξοπλισμό από μάρμαρο της Προκοννήσου. Ξεχωριστή θέση έχει μια σειρά κιονόκρανα με διαφορετικές μορφές: κορινθιακά κιονόκρανα με σειρές ακανθώδους άκανθου, σε μορφή πρισματοειδούς καλαθιού, δυζωνικά με φανταστικά ζώα στις γωνίες. Το κιβώριο της Άγιας Τράπεζας επισκευάστηκε, από τα σωζόμενα αποσπάσματα, σε υποτιθέμενη αρχική του μορφή. Τα κιγκλιδώματα του κιβωρίου είναι στολισμένα με συμβολικές συνθέσεις που συμπεριλαμβάνουν τους σταυρούς, το μονόγραμμα του Χριστού, τα κέρατα της αφθονίας, τα ελάφια που πίνουν από τον κάνθαρο. Πολλά θραύσματα του κιβωρίου και του αμβώνα βρίσκονται εκτεθειμένα στο αίθριο και στο lapidarium. Τα αρχιτεκτονικά γλυπτά και ο διάκοσμος αναδεικνύουν χαρακτηριστικά της βυζαντινής γλυπτικής του 6ου αιώνα, και πιθανόν να προέρχονται από τα αυτοκρατορικά εργαστήρια λιθοτεχνίας στην Ελλάδα, και εισήχθησαν στο Παρέντιο ως έτοιμο προϊόν. Στα τόξα της βόρειας κιονοστοιχίας σώζεται σε εξαιρετικά καλή κατάσταση ο αρχικός διάκοσμος σε στόκο, με ένα ρεπερτόριο γεωμετρικών και φυτικών σχημάτων εντός των οποίων βρίσκονται τα πουλιά και τα κέρατα της αφθονίας. Τα κατάλοιπα του στόκου της ίδιας εποχής είναι ορατά και στο εσωτερικό του παραθύρου της δυτικής πρόσοψης. Το καινούργιο Ιερό Βήμα με τρεις αψίδες ήταν επικαλυμμένο με μεγάλη ψηφιδωτή σύνθεση. Το εικονογραφικό πρόγραμμα του ψηφιδωτού διάκοσμου της κύριας αψίδας αποτελείται από την εικόνα του Χριστού με τους δώδεκα αποστόλους στην ανώτερη ζώνη του θριαμβευτικού τόξου. Στις μικρές αψίδες που πλαισιώνουν την κεντρική εικονιζόταν, επίσης σε ψηφιδωτό,

ο Χριστός αγένειος, σε προτομή που αναδύεται μέσα από σύννεφα, κρατώντας στέφανο για να στέψει τους αγίους Κωσμά και Δαμιανό. Eντός του θριαμβευτικού τόξου σειρά μεταλλίων με προτομές αγίων (γυναικών). Στην κόγχη της αψίδας η ένθρονη βρεφοκρατούσα Π ναγία περιστοιχίζεται από δύο αγγέλους που κρατούν κοντάρι, τον δωρητή και μερικούς αγίους. Δεξιά της ο άγιος Μαύρος, πολιούχος του Παρεντίου, κρατά στα καλυμμένα από το ιμάτιο χέρια του τον στέφανο του μαρτυρίου και εισάγει τον επίσκοπο Ευφράσιο, ο οποίος προσφέρει την εκκλησία στη Θεοτόκο. Ακολουθεί ο αρχιδιάκονος Κλαύδιος.

Η επίσημη κατοικία του επισκόπου χτίστηκε βορείως του αιθρίου — ένα μονώροφο κτίριο με μεγάλη κεντρική αίθουσα στον πρώτο όροφο. Στην βόρεια πλευρά της ο χώρος καταλήγει σε αψίδες από τις οποίες η κεντρική είναι αρκετά μεγαλύτερη. Η κεντρική αίθουσα σώζεται σε πολύ καλή κατάσταση σε όλο το ύψος της — αυτή ήταν η αίθουσα τελετών του Επισκόπου Ευφρασίου από την οποία διοικούσε την επισκοπή και την πόλη. Αποτελεί εξαιρετικό παράδειγμα ιεραρχικά οργανωμένου και προσανατολισμένου χώρου. Τετράγωνη αίθουσα φωτίζεται από μια σειρά παράθυρα κάτω από τη στέγη (σε ένα από τα παράθυρα σώζεται και το αρχικό λίθινο κάλυμμα παραθύρου). Η μεγάλη αψίδα φωτίζεται από τα πέντε χαμηλότερα τοποθετημένα μεγάλα παράθυρα. Σώζεται και το μεσαίο τρίλοβο άνοιγμα — τρίβηλο — μπροστά στη μεγάλη αψίδα. Και το κτίριο της Επισκοπής του Παρεντίου (του Πόρετς) είναι απότελεσμα των οικοδομικών δραστηριοτήτων του Επισκόπου Ευφρασίου τον 6ο αιώνα. Αποτελεί μοναδικό σωζόμενο δείγμα αρχιτεκτονικής αυτού του τύπου της Παλαιοχριστιανικής περιόδου. Στη μικρότερη ανατολική αίθουσα είναι φανερά τα ίχνη των αλλαγών στον χώρο — η εμφάνιση του χώρου άλλαζε ανάλογα με την εποχή, αλλά η δωμή του παρέμεινε εξαιρετικά διατηρημένη. Στη δυτική αίθουσα σώζονται οι τοιχογραφίες της εποχής της Επισκοπείας του Πολεσίνη, του τέλους του 18ου αιώνα. Το ανακαινισμένο κτίριο της Επισκοπής σήμερα φιλοξενεί το εκκλησιαστικό μουσείο, το οποίο εκθέτει τα ευρήματα των μακροχρόνιων αρχαιολογικών ανασκαφών: τα κατάλοιπα των αρχικών ψηφιδωτών δαπέδου του 4ου και του 5ου αιώνα, ένα θραύσμα ψηφιδωτού δαπέδου με το σύμβολο του Χριστού (ιχθύς), θραύσματα αγαλμάτων της εποχής του 2ου—6ου αι., την πρόσοψη του Ιερού Βήματος του Επισκόπου Ευφρασίου από το μάρμαρο της Προκοννήσου με συμβολικά ανάγλυφα και μια επιγραφή, τον μονολιθικό θρόνο του επισκόπου του 8ου αι., που βρισκόταν στην βόρεια εκκλησία. Το συγκρότημα της Βασιλικής του Ευφρασίου έχει υποστεί ελάχιστες αλλάγες από τον 6ο αιώνα μέχρι σήμερα. Κατά το Μεσαίωνα εγκαταλείφτηκε και καταστράφηκε η μικρότερη από τις δύο παλαιότερες βασιλικές. Η εμφάνιση του πρεσβυτερίου της βασιλικής του Ευφρασίου άλλαξε μερικώς το 1267, όταν προστεθηκε το τετράγωνο κιβώριο διακοσμημένο με ψηφιδωτά. Η βασιλική δυστυχώς υπέστη αρκετές ζημιές ζημιές από αδέξιες επισκευές του τέλους του 19ου αιώνα, όταν προστέθηκαν δύο πλάγια παρεκκλήσια τα οποία αφαιρέθηκαν κατά τη διάρκεια των αναστηλωτικών έργων της μεσοπολεμικής περιόδου. Στη σημερινή του μορφή το συγκρότημα της βασιλικής είναι μάλλον το καλύτερα διατηρημένο παλαιοχριστιανικό συγκρότημα στον κόσμο.