Katedralja e Bylisit, e përbërë nga bazilika, baptisteri dhe kompleksi peshkopal, është monumenti më i madh i qytetit për Antikitetin e Vonë, duke zënë një sipërfaqe më shumë se një hektar në pjesën më të rëndësishme të tij. Katedralja, një monument i përmasave të mëdha, me një shumëllojshmëri të vlerave të saj arkeologjike, me një arkitekturë e skulpturë dekorative shumë të pasur, me një zgjidhje planimetrike shumë të ndërlikuar, në shumë raste pa shembuj krahasues për kohën, me sipërfaqet e dyshemeve të shtruara me mozaikë, me mbishkrimet, enët e baltës dhe të bakrit, veglat e punës, objektet e zbukurimit e instrumentet muzikore dhe, së fundi, numri i madh i thesareve të monedhave të gjetura, përbën një nga shembujt më të spikatur për monumentet e kultit paleokristian.
Bazilika e katedrales (B) nga pikëpamja planimetrike e vëllimore ka një trajtim shumë më të pasur se bazilikat e tjera të Bylisit. Korridoret e përparme, atriumi, narteksi, nefet, transepti tripjesësh me krahë të spikatur dhe absida gjysmërrethore, të vendosura në nivele të ndryshme, ndjekin njëri-tjetrin, duke arritur një gjatësi të përgjithshme 67 m. Plani i bazilikës në fazën përfundimtare të saj karakterizohet nga një strukturë e ngushtë dhe e gjatë, me nefet anësore, narteksin, ekzornarteksin dhe portiqet e atriumit, të kurorëzuara me galeri, të cilat rrisin shumë lartësinë e saj.
Atriumi ka formë katërkëndëshe, të zgjatur në drejtim L- P, me përmasa 11,15 m x 6,80 m. Ai është i rrethuar nga katër portikë, ku si portik i katërt shërben ekzonarteksi. Një sterë në formë dardhe me thellësi 8,45 m ka qenë ndërtuar në portikun perëndimor, ndryshe nga rastet e tjera të shumta, kur në mesin e oborrit ndërtohej një vaskë e madhe.
Ekzonarteksi dhe tre portikët e tjerë hapeshin ndaj oborrit të atriumit nëpërmjet arkadave të ngritura mbi kolonat e vendosura mbi një stilobat të lartë. Mbi kolona kanë qenë vendosur kapitele të trajtuara sipas ordrit të vjetër dorik. Në arkadën e katit të dytë, që ka ndjekur të njëjtin ritëm, kapitelet janë të ordrit jonik, sipas një kriteri të njohur nga antikiteti. Lartësia e madhe e stilobatit dhe mungesa e shkallëve e ka veçuar plotësisht oborrin nga portiqet.
Në qoshen verilindore të ekzonarteksit është ndërtuar një shkallare që të çonte në katin e sipërm të tij dhe prej andej në të gjitha galeritë e tjera. Narteksi me gjatësi 3,96 m e gjerësi 14,40 m, i ndjekur në veri dhe jug nga anekset, hapet në nefin qendror përmes një tribeloni, ndërsa ndaj nefeve anësore nga dyer të thjeshta.
Naosi me gjerësi 14,40 m dhe gjatësi 24,70 m përbëhet nga tri nefe me gjerësi të ndryshme: qëndrori 7,75 m, veriori 2,30 m dhe jugori 2,90 m. Një antbon, me një zgjidhje të platformës tepër origjinale, është vendosur në jug të aksit gjatësor të nefit qendror, ndërsa në nefin jugor ka një sofat. Nefet ndahen nga njëri-tjetri me harkada të ngritura mbi kolona, dhe këto të fundit, mbi piedestale të vendosura mbi një stilobat të lartë. Me të njëjtin ritëm vazhdon dhe harkada e galerive, e ngritur mbi kolona dhe piedestale të njëjta si dhe kati i parë.
Për katin e parë janë përdorur kapitele jonike me impost, kurse për galeritë kapitele me katër gjethe. Kapitelet jonike me imposte të punuara në gurë gëlqerorë nga i Bylisit, imitojnë tipat prej mermeri të Konstandinopojës, kurse ato me katër gjethe janë trajtuar në mënyrë të veçantë. Kapitelet përveç dekoracionit të gdhendur janë zbukuruar dhe me bojë, një traditë e ndeshur që nga periudha e antikitetit ilir në Bylis. Në galeri, parapetet janë realizuar me pllaka të zbukuruara vetëm nga faqja e nefit qendror, ku kanë qenë vendosur dhe stativë për fiksimin e ndriçuesve të shumtë. Sanktuari ka ndryshuar përmasat nga faza e parë e ndërtimit në të dytën.
Skulpturat dekorative arkitektonike dhe ato të pajisjeve liturgjike, të gjetura në këtë bazilikë, janë më të shumta dhe më me shumë variacione se ato të gjetura në bazilikat e tjera të Bylisit. Skulptura ndahet në dy grupe: grupin e parë e përbëjnë dekoracionet e gdhendura në gur gëlqeror, kurse të dytin ato prej mermeri të importuar. Shumë elemente nga skulptura e Katedrales kanë qenë transportuar në bazilikën e Glavinicës në periudhën mesjetare.
Dyshemeja e ekzonarteksit, nefeve, sanktuarit dhe krahut verior të transeptit është shtruar me mozaikë, dhe përbën sipërfaqen më të madhe me mozaikë të zbuluar deri tani në territorin e Shqipërisë. Motivet dhe skenat janë tepër të larmishme. Aty gjejmë skena nga jeta e përditshme e barinjve, por dhe paraqitje nga jeta e peshkatarëve të Nazaretit, si ajo e vëllezërve Simon dhe Andrea. Një numër i madh i mbishkrimeve në dyshemenë e nefit qendror, në pjesën më të madhe, i përket riparimeve të bëra gjatë periudhës së Justinianit. Të gjitha muret kanë qenë veshur me afreske, por për fat të keq janë ruajtur vetëm ato me motive gjeometrike, të cilat i përkasin paneleve të brezit të parë.
Nga narteksi kalohej nëpërmjet një tribeloni në kompleksin e pagëzimit, të vendosur në anën jugore. Nëpërmjet një parasalle vazhdohej për në sallën e pagëzimit dhe në dy dhoma të tjera të pajisura me sofate dhe lavamane, të cilat kanë shërbyer për përgatitjen e të rinjve (katekumenus) me mësimet e dogmës së krishterë. Vaska e pagëzimit ka ndryshuar gjatë përdorimit dyshekullor jo vetëm formën por dhe thellësinë e saj në varësi të mënyrës së pagëzimit. Ajo furnizohej me ujë të ngrohtë nga një furrë e ndërtuar në oborrin në lindje të pagëzimores. Shkallët e ndërtuara në njërën nga dhomat kanë shërbyer për t'u ngjitur në katin e sipërm të kompleksit të pagëzimit, prej ku kalohej edhe në kthinat e kompleksit peshkopal, që është i ndërthurur me baptisterin.
Kompleksi peshkopal, me një numër të madh kthinash, kalimesh, oborresh, sterash, është akoma në proces gërmimi. Kati i parë i këtij kompleksi ka qenë përdorur për depo rezervash ushqimore, punishte dhe stalla dhe përfundimi i gërmimeve do të ndihmojë për të kuptuar më mirë rolin që luante kleri në një qytet të antikitetit të vonë. Numri i madh i elementeve arkitektonike të dritareve dëshmon se ndërtimet në Bylis kanë preferuar ndriçimin natyror, duke vazhduar traditën mesdhetare.
Gjatë një periudhe, gati 200 vjeçare, katedralja ka njohur tri faza të rëndësishme ndërtimi: e para, në fundin e shek.IV m.Kr., ose fillimin e shek.V m.Kr.; e dyta në vitet 470 dhe, e fundit Lidhet me periudhën e sundimit të Justinianit, para vitit 547 m.Kr., kur bazilika u dogj gjatë dyndjes sllave. Në fazën e parë kisha ka qenë një bazilikë trenefshe me një narteks dhe portik dhe një baptister të thjeshtë; në fazën e dytë ka qenë shtuar atriumi dhe galeritë në një kompleks; në fazën e fundit u ndërtua kompleksi peshkopal.