Berühmt ist sie vor allem – wie die anderen byzantinischen Kirchen Ravennas – durch die Wandmosaike in ihrem Innern. Mit den anderen frühen Kirchenbauten in Ravenna gehört Sant’Apollinare Nuovo zum UNESCO-Welterbe.
Das Gebäude wurde von Theoderich als Kirche des arianischen Glaubens errichtet und Christus, dem Erlöser, gegen Ende des 5. oder Anfang des 6. Jahrhunderts geweiht.
Nach 540, als die Byzantiner die Stadt besetzten, wurden alle Gebäude der Arianer der katholischen Kirche einverleibt und diese Basilika dem Hl. Martin von Tours geweiht. Gegen Mitte des 9. Jahrhunderts erhielt die Basilika ihren heutigen Namen, als die Reliquien des Hl. Appolinaris, des ersten Bischofs von Ravenna, von der Kirche Sant'Apollinare in Classe nach hier überführt wurden. Jene andere Basilika lag außerhalb und war Plünderern leichter zugänglich. Der Zuname Nuovo wurde der Kirche deshalb gegeben, um sie von einer anderen kleineren und älteren Kirche zu unterscheiden, die den Namen San Apollinare in Veclo trug.
Der Fassade ist heute ein einfacher Säulengang aus Marmor aus dem 16. Jahrhundert vorgestellt. Der zylindrische 38 Meter hohe Glockenturm stammt aus dem 9. oder 10. Jahrhundert. In den unteren Stockwerken finden sich einbogigen Fenster, in den Stockwerken darüber zweibogigen und in den oberen Stockwerken dreibogige romanisch-ottonische Fenster. Dies lässt den Turm schmaler erscheinen.
Das Innere (42 × 21 m) besteht aus drei Schiffen, die von 24 Säulen mit korinthischen Kapitellen getragen werden. Im 16. Jahrhundert wurden die Säulen um 1,20 m erhöht. Die Apsis wurde 1950 erneuert. Sie war höchstwahrscheinlich mit Mosaiken geschmückt, die während eines Erdbebens im 7. Jahrhundert zerstört worden waren. Die jetzige Kassettendecke stammt aus dem 16. Jahrhundert. Sie ersetzt die ursprüngliche Decke, die man wegen ihrer prachtvollen Mosaiken Hl. Martin im Goldhimmel genannt hatte.
Die jetzigen Mosaiken stammen aus der Zeit Theoderichs. Es sind 13 rechteckige Panele an jeder Wand, die Szenen aus dem Leben Jesu darstellen. Auf Fensterhöhe befinden sich Gestalten, die auf Grasboden stehen, links ist die Prozession der 22 Jungfrauen in goldbestickten Tuniken mit weißen Schleiern zu sehen, die den Hl. Drei Königen folgen, die sich der Madonna auf einem Thron mit Jesuskind auf dem Schoß, nähern. Auf der rechten Seite sieht man den Zug der 26 Märtyrer, die einfache weiße Gewänder tragen. Nur der Hl. Martin an der Spitze trägt als Patron der Basilika Purpur. Die Märtyrer schreiten auf Christus zu, der auf einem Thron zwischen Engeln sitzt. Christus trägt seit der Restaurierung von 1860 ein Zepter. Ursprünglich hielt er ein offenes Buch mit der Aufschrift Ego sum Rex gloriae (Ich bin der König des Ruhms). Beachtenswert sind noch die Mosaiken, die über dem Eingang der Kirche, den Palast des Theoderich und den Hafen der Stadt Classe zeigen.
