Bei den auf Initiative von Pius XII. durchgeführten Ausgrabungen wurde eine heidnische Nekropole freigelegt, die Kaiser Konstantin auffüllen ließ, um die ursprüngliche Basilika zu errichten. Die antike Begräbnisstätte besteht aus zwei Reihen von Gräbern (auf das 1. bis 4. Jh. datiert) und, getrennt durch eine sogenannte "rote Mauer", einer kleinen Ädikula aus dem 2. Jh., "Trophäe des Gaius" genannt, unter der das Grab des Apostels Petrus entdeckt wurde. Eines der Gräber birgt christliche Mosaike aus der Zeit vor dem 4. Jh.