L'une des plus anciennes églises de Milan est la basilique de Saint Ambroise, ou Basilica collegiata abbaziale prepositurale di Sant'Ambrogio en italien.

Elle a été construite entre 379 et 386 par saint Ambroise, l'évêque milanais, sur le site où les chrétiens morts pendant les persécutions romaines avaient été enterrés auparavant. Ambroise lui-même souhaitait y placer toutes les reliques des martyrs Satyrus et Victor, Nabor, Vital, Felix, Valeria, Gervasius et Protasius. Pour cette raison, elle fut consacrée aux martyrs et reçut le nom de Basilica Martyrum. Cette église, qui porte depuis son nom, a également servi de tombeau à Ambroise.

L'évêque Angibert II (824-860) a apporté des changements importants au IXe siècle. Une mosaïque massive représentant le Rédempteur assis entre les martyrs Protasius et Gervase, avec les archanges Michel et Gabriel, ainsi que deux scènes de la vie de saint Ambroise, fut ajoutée à l'abside, qui était précédée d'une voûte en berceau.

Le ciborium paléochrétien a reçu quatre tympans stuqués au Xe siècle. L'autel de Saint-Ambroise, chef-d'œuvre de l'orfèvrerie carolingienne, de l'argent, des pierres précieuses et de l'émail, a été placé sous le ciborium.

Entre 1088 et 1099, la basilique subit sa dernière transformation grâce à l'initiative de l'évêque Anselme qui la reconstruit en utilisant une architecture de style roman. Un quadriportique et les trois nefs sans transept et leurs trois absides correspondantes furent conservés.

Vers la fin du XIIe siècle, le tiburium fut érigé, mais il s'écroula en 1196. Par la suite, il a été reconstruit avec son design extérieur caractéristique, qui présente des galeries arquées sur deux étages superposés.

Les matériaux de construction de mauvaise qualité et d'origine locale utilisés sont principalement du plâtre blanc, de la pierre et des briques de différentes couleurs. Les mêmes matériaux ont été utilisés pour construire les bâtiments voisins. La décision de renoncer à l'utilisation de matériaux plus coûteux importés d'Orient est le résultat de la sensibilité moderne, qui ne divise plus la matière et l'âme.

La nouvelle église a suivi méticuleusement le plan de l'original, qui comprenait trois nefs, des absides et un quadriportique. Le plan intérieur longitudinal de la basilique correspond à la taille du portique (à l'exclusion des absides).

La façade longue et basse de l'église, typique d'autres bâtiments ruraux, reflète le lien avec la terre qui a été une inspiration majeure pour la conception de l'édifice. Elle présente deux loggias qui se superposent. Celle du bas relie le périmètre intérieur du portique et comporte trois arcs égaux. En revanche, la loggia supérieure comporte cinq arcs dont la hauteur augmente en fonction du profil des pentes. Elle contient également des bandes lombardes.

La voûte d'arête a été utilisée pour créer un intérieur avec une structure transalpine. Les matronei sont soutenus par des piliers plus petits qui supportent les voûtes des nefs latérales, lesquelles présentent des intercolumnies deux fois moins grandes qu'une intercolumnie de la nef centrale. Ces dernières occupent tout l'espace de la claire-voie.

Sur le côté de l'église, le quadriportique servait de lieu de rassemblement pour les catéchumènes. Le quadriportico perd cependant sa fonction première avec la pratique du baptême des enfants au début du XIe siècle. Finalement, il servait de lieu de rassemblement en plein air. L'archevêque donne sa bénédiction aux habitants de la ville depuis la loggia supérieure de la façade.

Le portique (d'où son nom) est entouré de quatre murs. A l'intérieur, il y a des arcs qui sont entourés de demi-colonnes et soutenus par des piliers. Les différents éléments du portique sont reconnaissables à leur couleur. Comme sur la façade, des bandes lombardes soutiennent les corniches.

Le clocher de droite, souvent appelé clocher des moines, a été construit au VIIIe siècle et présente l'aspect sévère des tours de défense. Le clocher de gauche, plus haut, appelé le clocher des chanoines, a été construit en 1144. Étant donné qu'elle utilise les mêmes principes verticaux que le quadriportique, sa conception peut vraisemblablement être attribuée au même architecte qui a créé la basilique. Les deux étages supérieurs ont été construits en 1889. Les clochers témoignent également d'influences extérieures aux Alpes.