Prije Eufrazijeve pregradnje postojale su barem dvije faze ranokršćanskih građevina na istom mjestu. Prva javna crkva potječe iz 4. stoljeća i njezini su ostaci sačuvani sjeverno od Eufrazijeve bazilike. To je bila građevina s tri nejednake četvrtaste dvorane s podnim mozaicima, od kojih su dijelovi sačuvani do danas. Na mozaicima je sačuvano nekoliko donatorskih natpisa koji govore koliko su pojedini pobožni vjernici doprinijeli njihovoj izradi. Dio sjeverne dvorane vjerojatno je služio kao krstionica. U crkvu se ulazilo kroz narteks sagrađen na dijelu prostora Karda - ulice koja je vodila do sjevernih gradskih vrata. I danas se može sagledati uska veza između rimskog urbanog sustava i položaja katedrale. Najstarija crkva zauzimala je prostor u uglu jedne od sjevernih gradskih insula, na mjestu rimskih profanih građevina. Starija historiografija interpretirala je dio struktura rimskih kuća kao ostatke tajne kršćanske bogomolje iz 3. stoljeća (domus ecclesiae), sve povezujući s podacima iz natpisa koji spominje prijenos tijela biskupa Maura, čijim je zagovorom obnovljena prvotna crkva (primitiva ecclesia). Prema tim tumačenjima, skrivenoj crkvi pripadalo je polje mozaika s prikazom ribe kao tajnog kršćanskog simbola. Natpis na kojem se spominje biskupa Maura čuva se u bazilici. Sredinom 5. stoljeća prva je crkva radikalno preuređena i povećana. Tu fazu katedralnog sklopa nazivamo Predeufrazijanom.

Velikim radovima biskupa Eufrazija sredinom 6. stoljeća, koji na položaj biskupa u Poreču dolazi nakon justinijanske rekonkviste ovih područja, katedrala je temeljito preuređena. Velika bazilika dobila je novo svetište s apsidama, kolonadu i dekoraciju, izgrađena je memorijalna kapela, novi atrij i biskupska palača. Manja bazilika i krstionica ostaju sačuvani unutar novog sklopa. Biskup Eufrazije opremio je baziliku mramornim stupovima s raskošnim kapitelima i liturgičkim namještajem od prokoneškog mramora. Naročito se ističe serija kapitela raznorodnih oblika: korintski s nizovima bodljikavog akantusa, u obliku prizmatične košare, dvozonski s fantastičnim životinjama na uglovima. Oltarna ograda restaurirana je u pretpostavljenom izvornom obliku od sačuvanih fragmenata. Pluteji oltarne ograde ukrašeni su simboličkim kompozicijama u kojima su zastupljeni križevi, Kristov monogram, rogovi obilja, jeleni koji piju iz kantarosa. Velik broj ulomaka oltarne ograde i monumentalne propovjedaonice izložen je u atriju i lapidariju. Arhitektonska plastika i namještaj pokazuju osobine bizantske skulpture iz sredine VI. stoljeća i vjerojatno su nastali u carskim klesarskim radionicama u Grčkoj, te su kao gotov proizvod dopremljeni u Poreč. U lukovima sjeverne arkature izvrsno je sačuvana izvorna dekoracija izvedena u štuku s bogatim repertoarom geometrijskih i biljnih motiva unutar kojih su ptice i rogovi obilja. Ostaci štukature iz istog vremena vide se i unutar prozora na zapadnom pročelju. Novo troapsidalno svetište u potpunosti je bilo pokriveno velikom mozaičkom kompozicijom. Ikonografski program glavne apside sastoji se od prikaza Krista s apostolima na trijumfalnom luku, niza medaljona s portretima svetica u trijumfalnom luku i velikih slika u samoj apsidi. U kaloti je prikazan Krist kojega drži Bogorodica na prijestolju, sa strane su anđeli i sveci mučenici.

Biskupija je sagrađena sjeverno od atrija. To je jednokatna građevina s velikom središnjom dvoranom na katu. Na sjevernoj strani prostori su opremljeni polukružnim apsidama od kojih je srednja puno veća. Vrlo je dobro, u cijeloj visini, sačuvana velika dvorana. To je ceremonijalna dvorana biskupa Eufrazija iz koje je on upravljao dijecezom i gradom, izvrstan primjer hijerarhijski organiziranog i orijentiranog prostora. Četvrtasta dvorana osvijetljena je nizom prozora pod samim stropom (u jednom prozoru sačuvana je izvorna kamena tranzena), a veliku apsidu obasjava svjetlo iz pet velikih, niže postavljenih, prozora. Sačuvan je središnji troluk – tribelon – ispred velike apside. Zgrada biskupije u Poreču također je rezultat građevne aktivnosti biskupa Eufrazija sredinom 6. stoljeća. Predstavlja jedini sačuvani primjer građevine takve funkcije iz ranokršćanskog doba. U manjoj prostoriji, s istočne strane, mogu se vidjeti promjene koje su ovi prostori tijekom stoljeća doživjeli: oni su pregrađivani, otvarani su i zatvarani otvori, mijenjana je obloga zidova, ali je zidna struktura izvornih, nosivih zidova ostala uglavnom izvrsno sačuvana. U salonu na zapadnoj strani sačuvana je barokna štukatura i oslik iz vremena biskupa Polesinija iz kraja 18. stoljeća. U restauriranoj zgradi Biskupije sada je uređen crkveni muzej. Tu su izložene lapide i nalazi iz dugogodišnjih arheoloških istraživanja: brojni fragmenti izvornih podnih mozaika iz 4. i 5. stoljeća, ulomci skulpture iz 2.–6. stoljeća, ulomak podnog mozaika s prikazom ribe (znak Krista) koji potječe iz poda prve bazilike iz 4. stoljeća, prednja strana oltara biskupa Eufrazija izrađenoga u prokoneškom mramoru sa simboličnim reljefima i natpisom, te monolitna biskupska katedra iz 8. stoljeća koja potječe iz sjeverne crkve. Na prvom katu, u prostorijama nekadašnje biskupske rezidencije iz 18. stoljeća, izložene su umjetnine koje dijelom potječu iz katedrale, a dijelom iz napuštenih crkava diljem Porečke i pulske biskupije. Tu su romanička raspela, gotička i renesansna drvena skulptura, poliptih Antonia Vivarinija iz 1440., triptih Antuna iz Padove iz 1529., primjeri liturgijske odjeće i srebrnine. Kompleks Eufrazijane je od 6. stoljeća doživio vrlo male izmjene. Tijekom srednjeg vijeka napuštena je i porušena manja bazilika. Izgled prezbiterija Eufrazijane donekle je izmijenjen 1267. kada je postavljen četvrtasti ciborij ukrašen mozaikom. Sredinom 19. stoljeća bazilika je bila nespretno proširena dodavanjem dviju bočnih kapela koje su uklonjene tijekom restauratorskih radova u razdoblju između dva svjetska rata. U obliku kako je danas sačuvan ovo je vjerojatno najbolje sačuvani ranokršćanski katedralni kompleks na svijetu.