La tradition qui veut que le baptistère soit un temple romain est bien attestée par son intérieur.
La vaste salle en forme de coupole, dont le plan rappelle le Panthéon, est en effet enrichie d'éléments attribuables aux monuments antiques : colonnes monolithiques, deux sarcophages sculptés et une partie du revêtement en marbre.
Le sol, quant à lui, évoque le monde islamique : des motifs zodiacaux orientaux sont reconnaissables dans les "tapis" entre la porte du Paradis et le centre du hall, donnant l'effet d'un magnifique carrefour.
Au centre du baptistère se trouvaient les anciens fonts baptismaux, bordés d'une clôture octogonale, comme en témoigne le périmètre tracé au sol.