La consacrazione della Chiesa avvenne nel 1221 ad opera di papa Onorio III: sulla parete della navata sinistra è visibile la lapide che ricorda l'avvenimento. Essa è stata dedicata a Sant'Anastasio, come la preesistente, e solo nel 1370 fu detta "dei santi Anastasio e Vincenzo", quando le reliquie di quest'ultimo, martire spagnolo, giunsero al monastero delle Tre Fontane. 

La chiesa è stata edificata secondo le regole stilistiche cistercensi, che richiedevano caratteri di sobrietà e austerità. Non per questo, però, è venuta meno la ricerca della bellezza e dell'equilibrio, sempre presenti nello stile "bernardino", ossia "romanico-borgognone"; tanto da rappresentare uno dei monumenti più interessanti dell'architettura medioevale romana di transizione. 

La struttura della chiesa si apre alla vista con un portico tetrastilo composto da colonne di marmo orientale e capitelli ionici e da un tetto che non spiove ai lati, ma si sviluppa lungo tutta la lunghezza delle tre navate. All'interno, la pianta della chiesa si sviluppa a croce latina, con abside quadrata e cappelle laterali e si compone di tre navate; la maggiore delle quali, quella centrale, è realizzata in laterizio e prevedeva una copertura con volta ad arco, ma il cedimento delle pareti costrinse ad ultimare i lavori con semplici capriate a vista. 

Le navate laterali sono invece coperte con volte a crociera sostenute da nove pilastri e si affacciano sulla navata principale attraverso archi a tutto sesto. Infine, volte a sesto acuto costituiscono la copertura delle quattro cappelle dello pseudo transetto. La luce si diffonde in chiesa attraverso finestre monofore a doppia strombatura interna ed esterna, decorate con vetrate di epoca recente e dal fronte della navata centrale attraverso un rosone e cinque finestre monofore. 

Decorazioni affrescate sono presenti sia sui pilastri laterali, dove sono state realizzate figure degli Apostoli, sia sui pilastri di fondo della navata centrale in cui sono stati raffigurati "il battesimo nel Giordano" e "Cristo e la Maddalena".