Piccola e armoniosa, con la caratteristica facciata a capanna tripartita da lesene e coronata da loggette cieche rampanti, è uno degli esempi della ricchezza raggiunta dal romanico a Pavia nel XII secolo. Il ridotto spazio intorno fa sì che i volumi risaltino in altezza: bello in particolare lo scorcio sull’abside e sul tiburio, sovrastato da un'edicola e dal lanternino terminale. L’interno, a tre navate, ha un presbiterio molto sopraelevato sotto al quale si apre una cripta voltata a crociera con una selva di colonne. Il più celebre degli affreschi che arricchiscono la chiesa è una veduta di Pavia di Bernardino Lanzani (1522) nella controfacciata della navata di sinistra; animato e ricco di dettagli, ha straordinario valore documentario perché ‘fotografa’ la città, ancora irta di torri, al tempo della lunga guerra tra spagnoli e francesi. Sulla destra del presbiterio un ciclo di affreschi di un pittore vicino al Bramantino illustra le storie di S. Agnese (1514), mentre sul lato opposto 15 riquadri, sempre di mano cinquecentesca, rievocano le storie di S. Siro; sulla stessa parete, in basso, tracce di una scena con l’Offerta annuale alla congregazione dei pescatori (metà XV secolo). Nella navata di destra, un trittico dell’Ascensione del Lanzani (1513). Sui piloni delle navate e sulla fronte della cripta, affreschi votivi di epoca romanica (XII-XIII secolo) con influssi bizantini. Una statua in marmo di S. Teodoro con il modello della città (XIII-XIV secolo) sta sulla sinistra del presbiterio.