Di origine antichissima (VI-VII secolo), questa chiesa, allora situata fuori dalle mura - solo quelle manfrediane, dopo la metà del '400, la ingloberanno - aveva il nome di S.Maria foris portam; è nota anche come S.Maria Vecchia per distinguerla dalla Nuova (o dell'Angelo). In origine era orientata, cioè con l'abside verso est, come tutte le chiese paleocristiane. E' ancora molto discussa l'ipotesi che fosse la prima cattedrale della città. Di quel periodo conserva ancora la parte superiore delle fiancate, con arcate cieche attorno alle grandi finestre (sul modello delle basiliche ravennate) e le due meravigliose colonne interne ai lati dell'ingresso, di breccia africana con capitelli in marmo finissimamente scolpiti, di tipologia teodosiana e attribuiti al VI sec. Fu poi certamente affidata ad una comunità benedettina e per questo fu frequentata da S.Pier Damiano che, di passaggio mentre si dirigeva all'eremo di Gamogna per la Pasqua del 1072, vi morì (l'ultima cappella a destra, ex foresteria dove il santo venne ospitato, è oggi a lui dedicata).
L'attuale interno risale al 1655, quando Bartolomeo Sauli iniziò il lunghissimo cantiere di rinnovamento, invertendo l'orientamento, ampliando molto gli spazi (le navate, in origine una, divennero tre) e creando, dove c'era l'abside, un ingresso monumentale preceduto da un portico.
Oggi l'interno stupisce per l'ariosità e la maestosità, sia pure molto fredda. Tra le opere d'arte, numerose, ci si soffermi sulla volta del primo altare a sinistra (Madonna e Santi) del non comune pittore imolese Gaspare Sacchi (1522) e sull'altare di San Bernardo (cappella a destra dell'altare maggiore) con tavolette raffiguranti le storie del santo attribuite al faentino Niccolò Paganelli (1610 circa).

Il più insigne monumento altomedievale di Faenza, eretto dai Benedettini neri di S.Maria foris portam nel IX secolo, il campanile venne eretto utilizzando avanzi di materiali piu antichi, anche romani. L'assetto strutturale di questo campanile è unico nel suo genere, pur presentando affinità con quelli ravennati, specie nel dado di base con speroni che si raccordano nei quattro angoli alla forma ottagona esterna che racchiude la scala a chiocciola girante sulla canna cilindrica interna. Sotto la cella campanaria nel XII secolo fu sistemata un'altra cella con colonnette al centro e piccole volte di copertura (una specie di "cripta sopraelevata"), dedicata a San Pier Damiano, morto nella foresteria del Convento presso la base del campanile il 22 febbraio 1072. Capitozzata dalle cannonate nel 1944, la parte terminale fu ricostruita nel dopoguerra facendole riassumere l'aspetto analogo a quello originale che, nel '400, era stato modificato sovrapponendo al tetto una cuspide.