a tre navate: una maggiore conclusa da un abside, affiancata da due navate minori. Il
rinvenimento nel secolo scorso delle fondazioni, distribuite sui due lati, di quattordici colonne complessivamente, ha consentito di proporre una ricostruzione in base alla quale le navate erano separate da due file di tredici colonne per lato, sulle quali si impostavano quattordici archi, in corrispondenza dei quali si aprivano plausibilmente le finestre sia della navata centrale (più alta) sia di quelle laterali. La navata maggiore si
concludeva con un arco di trionfo impostato su due semicolonne. L'abside della primitiva basilica è stata riproposta in pianta dalla critica con andamento ad arco ribassato, ridotta quindi rispetto all'attuale sistemazione. Per quanto riguarda il sistema di coperture si è in genere concordi nell'immaginare una capriata lignea a un unico spiovente per le navate laterali più basse e a doppio spiovente per la navata centrale più alta.

Grande interesse è stato rivolto durante gli scavi ottocenteschi all'area presbiteriale, dove Ambrogio aveva deposto le reliquie dei santi Gervaso e Protaso e predisposto la propria sepoltura. Nonostante nelle successive fasi sia cambiato l'intero assetto del presbiterio e del coro e occultato il livello pavimentale originario, è stato possibile ricostruire le successive fasi di sistemazione delle tombe: in origine deposti in due loculi paralleli, orientati sull'asse est-ovest, al di sotto dell'altare, protetto da un muretto di
recinzione, i resti di Ambrogio, Gervaso e Protaso, per iniziativa di Angilberto II (824-859), furono trasferiti in un sarcofago di porfido collocato al di sopra dei due loculi in senso nord-sud, sotto il celeberrimo altare d'oro di Vuolvino. La cripta medioevale, rifatta nel XVIII secolo, ha definitivamente alterato la percezione della zona presbiteriale.

Dell'arredo paleocristiano interno sono sopravvissuti una transenna marmorea con chrismon, rinvenuta sul sarcofago contenente Ambrogio, Gervasio e Protasio, le colonne porfiretiche del ciborio, il sarcofago nella navata centrale (detto di Stilicone e reggente il pulpito) e il portale in legno con storie di Davide dell'ingresso alla basilica.

Il sacello
Il sacello di San Vittore in Ciel d'Oro, ora annesso alla basilica di Sant'Ambrogio, era in origine un piccolo ambiente trapezoidale indipendente, chiuso da un'abside; la tradizione vuole che Ambrogio vi abbia deposto le spoglie dell'amato fratello Satiro, morto nel 375 o nel 378.