Hasta el año 315, el arte escultórico de los cristianos se centró en la excavación de las catacumbas y el reforzamiento de sus estructuras. Éstas eran cementerios romanos, excavados, en un principio, en los jardines de algunas casas de patricias cristianos, como las de Domitila y Priscila en Roma. Más tarde en el siglo V, y ante el aumento de creyentes, estos cementerios se hicieron insuficientes adquiriendo terrenos en las afueras de las urbes donde surgen los cementerios públicos, en los que se excavan sucesivos pisos formando las características catacumbas que ahora conocemos.
La primera vez que se aplicó el término catacumba es a la de San Sebastián en Roma. El cementerio o catacumba se organiza en varias partes: estrechas galerías (ambulacrum) con nichos longitudinales (loculi) en las paredes para el enterramiento de los cadáveres. En algunos enterramientos se destacaba la notabilidad de la persona enterrada, cobijando su tumba bajo un arco semicircular (arcosolium).
En el siglo IV en el cruce de las galerías o en los finales de las mismas se abrieron unos ensanchamientos (cubiculum) para la realización de algunas ceremonias litúrgicas. Las catacumbas se completaban al exterior con una edificación al aire libre, a modo de templete (cella memoriae) indicativa de un resto de reliquias que gozaban de especial veneración. Entre las catacumbas más importante, además de las ya citadas, destacan las de San Calixto en Santa María en Trastevere, Santa Constanza y Santa Inés en Sant'Agnese in Agone, todas ellas en Roma, aunque también las hubo en Nápoles, Alejandría y Asia Menor.
Después del Edicto de Milán, a partir del año 313, la basílica es la construcción eclesiástica más característica del mundo cristiano. Su origen es dudoso, pues se la considera una derivación de la basílica romana, o se la relaciona con algunos modelos de casas patricias, o, incluso, con algunas salas termales. La basílica organiza su espacio, generalmente, en tres naves longitudinales, que pueden ser cinco, separadas por columnas; la nave central es algo más alta que las laterales, sobre cuyos muros se levantan ventanas para la iluminación interior. La cubierta es plana y de madera y la cabecera tiene un ábside con bóveda de cuarto de esfera bajo la que se alberga el altar.
En las grandes basílicas, como la de San Pedro y San Juan de Letrán, en Roma, la estructura de su cabecera se completaba con una nave transversal llamada transepto. Al edificio basilical se accede a través del atrio o patio rectangular (antecedente de los claustros), con una fuente en el centro, que conducía hasta el nártex o sala transversal, situada a los pies de las naves, desde donde seguían la liturgia los catecúmenos. Las basílicas más notables, además de las citadas, son la de Santa María la Mayor, San Pablo Extramuros y la de Santa Inés.
Otros edificios de carácter religioso fueron los baptisterios, edificaciones de planta poligonal, frecuentemente octogonal, que tenían en su interior una gran pila para realizar los bautismos por inmersión. El más conocido es el Baptisterio de San Juan de Letrán, en Roma, construido en tiempos de Constantino. También son de planta central algunos enterramientos que siguen la tradición romana; de planta circular con bóvedas es el Mausoleo de Santa Constanza y de planta de cruz griega es el Mausoleo de Gala Placidia en Rávena.
En el arte paleocristiano oriental se acusa la marcada tendencia a utilizar construcciones de planta de cruz griega, con los cuatro brazos iguales, como la Iglesia de San Simeón el Estilita.
La Basilica mejor conservada levantada sobre la tumba de San Apolinar (el patron de los iglesias) es el Templo de Santa Sofia.
