Il est assez étonnant de découvrir les vestiges de la basilique paléochrétienne, Santa Maria Vecchia, en pleine ville. Ces vestiges sont peu mis en valeur et pourtant ils attestent de la présence d’une communauté chrétienne dès les 4^e-5^e siècles. Cette basilique, dressée sur un promontoire face à la mer, fut consacrée par le bienheureux Appien (au cours du V^e siècle) et dédiée, selon la Passio de sainte Restitude, à Santa Maria, San Giovanni Battista et San Salvadore. Elle connut une modification (ou une reconstruction) à l’époque génoise au XIV^e siècle et garda une certaine importance malgré la construction de l’église San Giovanni à l’intérieur de la citadelle car son desservant garda le titre de piévan de Calvi jusqu’au 15^e siècle au moins. Mgr Mascardi, en 1587, mentionne « qu’elle est située hors les murs du dit lieu Calvi et servait autrefois d’église paroissiale ; comme elle a été presque détruite, elle est restaurée à nouveau et ramenée à la norme d’un oratoire ». Les travaux étaient en cours car dans les recommandations, il demande « qu’on finisse les travaux commencés et que l’on fasse un cimetière à la norme prescrite ». La reconstruction fut réalisée car l’édifice apparaît clairement sur le dessin d’Accinelli daté du milieu du 18^e siècle mais les proportions paraissent assez grandes ce que confirme un dessin inédit de 1829 : l’édifice est représenté avec une abside à pans coupés et une chapelle latérale. Sur ce même dessin, on aperçoit clairement la coupole de Santa Maria Maggiore construite en 1774 pour remplir les fonctions d’église paroissiale. Cet édifice assez important a complètement disparu. Aujourd’hui, une chapelle funéraire, construite au centre de la nef médiévale, surmonte une crypte profondément creusée dans le roc où reposent les défunts de la famille Rocca-Castellani.

La position des ruines, sur un promontoire à l’entrée de la ville, leur fut fatale car la construction du boulevard de la République au 19^e siècle a nécessité le dynamitage d’une partie de la butte, emportant toute la partie orientale de l’ancienne basilique. La petite chapelle fut préservée et avec elle, la partie occidentale de la basilique. D’après les anciens, des milliers d’ossements ont été alors mis au jour.

À l’heure actuelle, une coupe de l’édifice apparait dans la butte : murs extérieurs, arches des caveaux funéraires, soubassements des piliers séparant les bas-côtés de la nef. Autour de la chapelle, émergent encore des bases de piliers et des bouts de murs.
Les sondages entrepris en 1961 par G. Moracchini-Mazel [3] ont permis d’établir le plan qui corrobore un dessin de 1768 montrant une chapelle et, en pointillé, le plan de l’ancienne basilique entourée d’un muret [4]. Ce même plan indique un chœur au mur plat. Sans doute l’ancienne abside a-t-elle été remplacée par un chevet plat au 14^e siècle.
Les piliers et les vestiges de murs dégagés permettent de restituer un plan approximatif : la basilique aurait atteint 35 m de long pour 16,30 m de large. La nef centrale, de 8,57 m de large, est encadrée par deux bas-côtés de 3,86 m délimités par deux rangées de piliers en majorité cruciformes. Le mur sud est, par endroits, encore conservé sur plus d’un mètre de haut. Ces vestiges sont encore visibles en surface mais noyés dans la végétation. Par ses dimensions au sol, la basilique de Calvi est comparable à celle de la Canonica. Seule différence : la nef a, ici, un mètre de moins en largeur.

Calvi appartient au diocèse de Sagone mais il n’en a pas toujours été ainsi. Vu l’importance de la basilique, on peut supposer qu’il y avait un diocèse dès le IV^e siècle au bord de la mer et que l’évêque résidait dans l’antique ville de Calvi de fondation romaine. Un cimetière antique a d’ailleurs été découvert, au pied de la basilique, lors des travaux du chemin de fer. Ce diocèse n’a pas été reconstitué au Moyen-Âge et Calvi est mentionnée en 1468 comme piévanie à elle seule (en souvenir de l’ancien diocèse ?).