L’église
Les fouilles archéologiques effectuées en plusieurs lots entre 1976 et 1999 ont permis de redécouvrir les étapes constructives du bâtiment. Les fouilles concernaient une zone qui faisait autrefois partie d'une grande nécropole extra-urbaine où, au début du Ve siècle, se trouvait un complexe paléochrétien incluant également l'église cruciforme de San Lorenzo. Au centre de la nef sud, le sous-sol d'un édifice funéraire a été retrouvé; il pourrait être daté du 4ème au 5ème siècle de l'an D. D .; l'église primitive, érigée au nord de ce mausolée, consistait en une simple salle absidiale entourée d'un portique destiné à servir de sépulture privilégiée.
Au 9ème siècle, l'église fut complètement reconstruite et agrandie, déplaçant l'axe général du bâtiment vers le sud, l'extrémité est dotée de trois absides, tandis que la façade fut reconstruite à l'ouest de celle du début du christianisme. En 989, un clocher a été ajouté à la façade, dont les restes sont encore visibles jusqu'à une hauteur d'environ 15 m.
Au début du XIe siècle, l'église romane incorporant le clocher à la nouvelle façade fut construite, malgré le fait que sa position était excentrique par rapport à l'axe longitudinal de la nouvelle église. Le bâtiment a une configuration basilicale, il est divisé en trois nefs et se termine par des absides semi-circulaires. Le clocher actuel, construit au XIIe siècle, appartenait à l'origine à un système de défense composé d'un mur d'enceinte et d'un second grand clocher dont les restes ont été découverts contre le mur d'enceinte nord de l'église.
Les vestiges archéologiques ne sont pas visibles car ils sont situés immédiatement sous le sol de l'église.
Le beau choeur en bois du quinzième siècle, l'ancienne crypte et le cycle important de fresques ottoniennes (XIe siècle) visibles dans le grenier de l'église méritent certainement d'être mentionnés.
Les fouilles archéologiques du choeur de l'église de S. Orso ont permis de ramener à la surface une mosaïque de sol de forme carrée, inconnue et non mentionnée par les sources, elle a été réalisée avec des carreaux noirs et blancs avec quelques insertions de carreaux de couleur marron clair. Une série de six cercles inscrits dans le carré sert de cadre aux décorations centrales. Dans le médaillon central, Samson est en train de tuer le lion.


Le cloître
Le cloître est le joyau de la couronne du complexe monumental de Sant'Orso, accessible depuis un couloir ouvert sur le côté droit de la façade. La topographie romane primitive remonte certainement à 1133 et a été réalisée par des artisans lombards ou provençaux, lorsque la bulle du pape Innocence II a imposé la règle de saint Augustin aux chanoines de Sant'Orso, le cloître existait déjà, de même que évident d'une inscription au-dessus d'une des capitales. Les chapiteaux, sculptés dans un marbre marbré qui était déjà décoré d’un vernis foncé d’antiquité, complètent des colonnes simples et couplées de formes différentes et représentent admirablement des scènes symboliques de l’Ancien et du Nouveau Testament, de la vie de Saint Orso, de personnages imaginatifs animaux ou bien contiennent différents éléments décoratifs. Ils sont considérés comme l'une des plus grandes expressions de la sculpture religieuse romane.