Il complesso monumentale è realizzato in opera laterizia e si articola in cinque grandi nicchie radiali disposte intorno ad un pilastro rotondo. L’ambulacro è coperto da una volta a botte anulare e lungo le pareti si aprono gli arcosoli e le nicchie per le deposizioni dei corpi.

Così come in altri mausolei del suburbio di Roma, da quello di Romolo sull’Appia, di Tor Pignattara a quello di Tor de’ Schiavi nel complesso dei Gordiani, il Mausoleo di Castel di Guido era dotato di un piano superiore coperto a cupola. La chiesa che ha incorporato l’insieme delle strutture antiche si sovrappone alla planimetria dell’edificio sottostante, insistendo con il portico proprio sul corridoio di accesso dell’antico sepolcro.