Η παλαιοχριστιανική Βασιλική βρίσκεται στο λόφο Καστρί, πάνω από το λιμάνι της Χερσονήσου, και είναι μια από τις μεγαλύτερες στην Κρήτη (τέλη 5ου αιώνα). Ήταν τρίκλιτη ξυλόστεγη βασιλική με εγγεγραμμένη αψίδα στα ανατολικά και νάρθηκα στα δυτικά, κατά τα Συριακά πρότυπα. Κτίστηκε πάνω σε αρχαιότερο ναό, ίσως της θεάς Αρτέμιδος που στην Κρήτη λατρευόταν ως Βριτόμαρτις, και σε ακόμη ένα αγνώστου ταυτότητας κτίριο του 4ου αιώνα με ψηφιδωτό δάπεδο.
Ακόμη και σήμερα βλέπουμε τμήματα των υπέροχων ψηφιδωτών δαπέδων που αποδεικνύει πόσο σπουδαία πόλη ήταν η Αρχαία Χερρόνησος. Τα μοτίβα του δαπέδου έχουν φυτικές και γεωμετρικές παραστάσεις και απαντώνται στο κεντρικό κλίτος, το νάρθηκα και το νότιο ταφικό περεκκλήσι. Στο νοτιοδυτική γωνία σώζεται τάφος με μαρμάρινη επιγραφή «ΠΗΓΑΣΙΟΣ ΥΠΕΡ ΥΓΕΙΑΣ ΕΑΥΤΟΥ».
Όλο το συγκρότημα της βασιλικής περιβαλλόταν από ισχυρό τείχος που περιέκλειε το λόφο και επεκτεινόταν στη βόρεια παραλία. Ο ναός ανακατασκευάστηκε πριν το έτος 616, όταν διαμορφώθηκε το τρίβηλο άνοιγμα του κεντρικού κλίτους και μέρος του ψηφιδωτού δαπέδου αντικαταστάθηκε με πλάκες. Ο ναός μάλλον καταστράφηκε οριστικά κατά τη βασιλεία του αυτοκράτορα Ηρακλείου (610-641), οπότε ο χώρος χρησιμοποιήθηκε ως πρόχειρη κατοικία. Τότε ήταν που κτίστηκε η επισκοπική βασιλική του χωριού Πισκοπιανού.