La iglesia de San Salvatore, en el interior del complejo monástico de San Salvatore-Santa Giulia, constituye uno de los testimonios más importantes de la arquitectura religiosa altomedieval con su alzado original.

Recientes investigaciones (1989) han conseguido esclarecer las numerosas fases constructivas descubiertas en el edificio. En la zona que ,primeramente, era ocupada por viviendas de edad romana se ha localizado un primer espacio de culto longobardo de la segunda mitad del siglo VII d.C.y que está caracterizado por un edificio con planta en forma de "T" Presenta una planta con una única nave, transepto y tres ábsides según una tipología arqueológica que se encuentra localizada desde el área adriática hasta el arco alpino. Las numerosas fases decorativas halladas en esta primera iglesia indican una continuidad de uso hasta la mitad del siglo VIII d.C., cuando se construyó la iglesia desideriana. Fue con Desiderio cuando la iglesia es reconstruida con dimensiones mayores, articulada en tres naves separadas por columnatas. El amplio uso en las estructuras de material reutilizado procedentes de la edad clásica y  bizantina ofrece uno de los más significativos testimonios de la voluntad de afirmación del pueblo longobardo. Columnas y capiteles son distintos en el material y en las decoraciones, pero están dispuestos de tal modo que se consigue crear una correspondencia tipológica en las naves de la cara norte y de la cara sur; algunos de los capiteles y columnas proceden de restos de edificios anteriores, probablemente de la cercana área pública, mientras que otros eran construidos expresamente para tal fin. En la columnata norte se distinguen en particular dos capiteles en forma de cesta de matriz bizantina, provenientes tal vez de Ravenna, después de la conquista de la ciudad por parte de los mismos longobardos. La basílica, mandada construir por la pareja real Desiderio y Ansa fue decorada por completo con estucos y frescos combinados entre sí; el aparato ornamental es, junto con el denominado “Tempietto Longobardo” de Cividale, uno de los más ricos y mejor conservados de la alta Edad Media. Sobre las paredes de la nave central la simbología pintada por encima de los arcos, estaba dispuesta a lo largo de tres franjas: En los recuadros del registro superior estaban representados episodios de la vida de Cristo desde la infancia hasta la Resurrección; en el inferior las vicisitudes de las santas mártires cristianas Giulia, Pistis, Elpis y Agape, cuyas reliquias, obtenidas en las catacumbas de Roma por Astolfo y donadas al monasterio, debían estar depositadas en la cripta. Los estucos poseían una importancia fundamental en la decoración de la basílica, como complemento de la arquitectura y de los episodios pintados, según modelos de Ravena (Sant’Apollinare en Classe) y de Roma (San Paolo Extramuros). Además, con los estucos se disimulaban las imperfecciones debidas a la unión de los diferentes elementos y se completaban las partes que faltaban de las lápidas reutilizadas. Los diferentes motivos decorativos realizados con estuco (cintas trenzadas, volutas de acanto o de vid, lirios estilizados alternando con hojas, arcos entrelazados, marcos con óvalos y molduras, rosetas, lirios cruciformes y rosetones), dispuestos con atenta simetría, revestían los sub-arcos, las virolas y las aureolas que rodeaban los rostros de los personajes principales de los frescos. Los elementos florales eran enriquecidos, como en los decorados del Tempietto di Cividale, por pequeños frascos de vidrio coloreado introducidos en el centro de los pétalos de las flores. De estuco eran también los artesonados que revestían los techos de madera de la cubierta plana. Reconstrucción gráfica de los frescos de la pared meridional de la nave central. Los estucos eran modelados directamente sobre la pared, con un armazón compuesto por finísimas cañas y se disponían en estratos superpuestos; una primera capa era extendida simultáneamente con los frescos, y el modelado se completaba posteriormente reforzando los colores. La basílica desideriana fue más tarde enriquecida por cornisas, ménsulas y baldosas en terracota, ejemplo aislado de la producción artística de la época. Se trata de materiales decorados a través de moldes o esculpidos después de la cocción, con motivos vegetales que evocan temas religiosos, como por ejemplo sarmientos de vid; la ausencia de elementos de comparación hace difícil determinar su función específica. En la pared perimetral de la cara sur de la iglesia estaba ubicada una tumba principal, de la cual sólo se conserva un arco que pudo ser decorado al fresco y que debía coronar un arcón de losas de piedra, hoy perdido. La presencia sobre la tumba, hasta el siglo XVII, de la inscripción Ansa regina, regis Desiderii uxor, la posición privilegiada, que en los edificios religiosos era generalmente reservada al fundador, y la tradición de ofrecer pan y vino a los pobres con ocasión del aniversario de la muerte de la reina Ansa (como testimonian los frescos sobre el pretil del arcosolio), hacen suponer que se trata efectivamente de la tumba de la mujer de Desiderio. Además,frente al arcosolio se encuentran ,por debajo del nivel del suelo, tres tumbas de caja de albañilería, con cubierta a la capuchina y cuyo interior está decorado con cruces pintadas y motivos entrelazados. Se trata posiblemente de las sepulturas de tres miembros de la familia de Ansa, tal vez el padre y dos hermanos, que las fuentes citan como sepultados en el interior de la iglesia de San Salvatore. También los motivos ornamentales del mobiliario litúrgico en mármol evocan la riqueza de las decoraciones en estuco y en terracota; muchos son los elementos que se han conservado: A un púlpito deberían pertenecer las losas de mármol blanco de grano  medio representando dos pavos reales que aumentan hacia el centro; uno de los ejemplos más refinados de la escultura altomedieval, sintesis de naturalismo tardoantiguo y belleza bizantina. Lastras en arco con decoraciones geométricas y vegetales deberían tal vez constituir una estructura en forma de baldaquino construida sobre uno de los altares o de un relicario, mientras numerosos marcos arqueados deberían pertenecer a una pérgola de separación entre la zona absidal y las naves de la iglesia. Después de la llegada de las reliquias de Santa Giulia en el año 761,a la iglesia se le añadió una cripta, que sufrió diferentes transformaciones bien en la edad antigua bien en el románico, cuando fue ampliada hacia el oeste. En su etapa más primitiva la cripta era de forma semicircular; el espacio era ocupado por pilares que sostenían arcos decorados en estuco y con frescos. En la pared del fondo había tres lienzos de pared con frescos, enmarcados por guirnaldas. El acceso a este ámbito subterráneo se realizaba a través de dos pasillos circulares desde los cuales, con escaleras probablemente de madera, era posible descender al nivel de  las arcas que contenían las reliquias.