Antiocheia’nın en önemli yapılarından biri olan, Şehrin kuzeybatısındaki bazilika olarak adlandırılan yapıda ilk kazılar 1920’lerin başında Robinson ve ekibi tarafından başlatılmıştır. 70x27 m. boyutlarındaki yapının batıdaki 27x13 metrelik narthex (giriş) bölümü şehir surlarına yaslanmış olarak doğu-batı yönünde uzanmaktadır. Bazilikal planın tüm ögelerini yansıtan yapı, üç nef ve bir yarım daire apsisten oluşmaktadır. Apsisin dış yüzeyi altıgen duvarla çevrilidir. Apsis 10,80 m. çapında ve 9,20 m. derinliğindedir. Orta nefi her iki yandaki dar neflerden 13’er sıralık iki sütun dizisi ayırmaktadır ve bu sütunlar altıgen altlıklara oturmaktadırlar.
Orta nefin zemini, kırmızı, sarı, beyaz ve siyah tesseralardan oluşmuş, geometrik ve bitkisel motiflerle bezeli mozaikle kaplıdır. Mozaiğin apsis önündeki bölümünde bulunan bir yazıtta, 381 yılında Antiocheia’yı Konstantinopolis Konsil'inde temsil eden ve Ortodoks mezhebinin kurucularından biri olan Başpiskopos Optimus’un ismi bulunmaktadır. Bu isim, yapının 4. yüzyıl sonuna tarihlenmesine dayanak oluşturmaktadır. Bu tarih, anıtsal kiliselerin Anadolu’da başlangıç tarihidir. Antiocheia Büyük Bazilikası, Erken Hıristiyanlık kiliselerinin ilk iki örneğinden biridir. Bugün görebildiğimiz kilise ise Optimus’un kilisesinin 4. yüzyıl sonunda değişikliklere uğrayarak 1. katı üzerine oturtulmuş olan 5.-6. yüzyıl kilisesidir.
Aziz Pierre ile birlikte Erken Hıristiyan misyonerlerinin en ünlüsü ve hatta en etkilisi olarak kabul edilen Aziz Paulus’un İ.S. 46-62 yılları arasında Antiokheia’ya üç kez gelerek, şimdiki kilisenin temelleri altında olan sinagog'da vaaz vermiştir. Hıristiyanlığı buradan dünyaya duyurmuştur. . Burada Sebt Günü sinagoga girip yaptığı konuşmada Kutsal Yasa’dan ve peygamberin yazılarından metinler okumuştur. Bu konuşma Aziz Paulus’un misyonerlik görevinde yaptığı ilk konuşması olarak bilinmektedir.
