L’interno presenta una navata lunga circa 23 metri, con sette nicchie laterali, alcune delle quali contengono sarcofagi in muratura destinati a sepolture di rilievo. Il presbiterio, sopraelevato, è seguito da due ambienti laterali collegati all’abside, uno dei quali conserva un mosaico pavimentale e una tomba di particolare importanza, attribuita forse al vescovo Catellus.

L’abside, in origine pavimentata in marmo, conserva tracce di un ciclo di affreschi raffiguranti figure sacre. Al centro dell’arco absidale era rappresentato Cristo, affiancato dagli arcangeli Michele e Gabriele e da altri santi, tra cui uno identificabile forse con San Pietro o, secondo altre ipotesi, con San Renato o lo stesso Catellus. Gli elementi decorativi, come i fiori di papavero e i clipei (tondi) con volti sacri, richiamano simboli di morte e resurrezione.

Le pitture mostrano uno stile che unisce elementi tardo-antichi, influenze bizantine e tratti tipici della pittura campana medievale. Gli studiosi propongono datazioni diverse: alcuni le attribuiscono all’VIII secolo, altri le anticipano al V-VI secolo, sottolineando la funzione funeraria del sito e il culto dei martiri a cui era dedicato.

La grotta di San Biagio rappresenta un raro esempio di luogo in cui si fondono architettura, memoria religiosa e arte antica, offrendo una testimonianza significativa del cristianesimo delle origini in Campania.