A estrutura paleocristã de Sisto III foi ainda mais modificada na era barroca.
Ao longo do deambulatório existem cinco frescos do século XVII que contam a história dos feitos de Constantino.
A história começa com a Aparição da Cruz – na realidade o monograma constantiniano com as iniciais gregas de Cristo – que segundo a tradição ocorreu em outubro de 312 na zona de Saxa Rubra (Grottarossa) ao longo da Via Flaminia.
Prossegue com a batalha de Ponte Mílvio, que terminou imediatamente a seguir, a 28 de outubro de 312, na qual Maxêncio, inimigo de Constantino, foi derrotado e morto.
Vemos então a entrada em Roma do vitorioso Constantino, para cujo triunfo o Senado Romano ergueu o arco triunfal perto do Coliseu, onde se afirma que o imperador foi inspirado “pela divindade” – apagando assim qualquer ideia de politeísmo.
O quarto fresco representa a demolição dos ídolos e a exaltação da Cruz, com referência também às escavações de Helena, mãe do imperador, a primeira “arqueóloga”, que mandou construir a Basílica do Santo Sepulcro em Jerusalém e trouxe a terra dessa escavação para Roma, juntamente com as relíquias da cruz, para que aqueles que fossem à Basílica da Santa Cruz pudessem vivenciá-lo como uma peregrinação “romana” em Jerusalém.
O último fresco retrata o Concílio de Niceia, o primeiro concílio ecuménico de 325, que foi convocado e presidido pelo próprio Constantino, talvez especificamente como catecúmeno. Na pintura, o imperador queima as acusações dos arianos contra a fé católica e beija as feridas dos mártires.
No alto, há tondos com frescos com bustos de Constantino e do Papa Urbano VIII, com as igrejas que restaurou no período barroco ao lado: São Pedro no Vaticano, São Paulo na Via Ostiense, São Lourenço no Verano, Santos Pedro e Marcelino na Via Merulana, Santa Cruz em Jerusalém e o Batistério Lateranense.
