Primeiro testemunho de arquitetura paleocristã da região, esse edifício foi construído no século VI no local do martírio de Saturnino, um habitante de Cagliari. Daquela época subsiste o corpo central, com seus quatro pilares unidos a arcos que sustentam a cúpula, e alguns vestígios da pequena abside quadrangular. O mosteiro, reconstruído entre 1082 e 1119 (repare no braço final de três naves e no ante corpo), permaneceu intacto até 1669, quando se decidiu despojar a basílica para fazer a remodelação da catedral.