La basilica, una delle costruzioni religiose più significative di Verona, è composta da due edifici sovrapposti, ma connessi. La chiesa inferiore fu eretta dai Benedettini tra il 1065 e il 1143, sui resti di un antico sacello dedicato ai SS. Fermo e Rustico; la chiesa superiore, coeva a quella inferiore, fu riedificata in stile gotico nel XIV sec., ad opera dei Francescani che erano subentrati ai monaci precedenti nel 1260.
La facciata gotica (ultimata nel 1350 circa) è divisa in due da una galleria d’archetti in parte cieca. La parte inferiore è in tufo e appartiene all’antica chiesa romanica; quella superiore presenta un rivestimento murario a fasce alternate di tufo e cotto, su cui si aprono quattro strette e alte monofore trilobate, sormontate da una trifora tra due loculi. Il portale romanico alla sommità della scalinata ha profonda strombatura a cordoni multipli; nella lunetta è collocata una statua di S. Francesco, del XV sec. La porta bronzea di Luciano Minguzzi è moderna (1984-88). Il bel portale laterale ad arco acuto e marmi policromi (1363) è decorato da sculture del XIV e XV sec. ed è preceduto da un ampio protiro del XV sec. Spettacolare è il complesso absidale, affacciato su un giardinetto nei pressi dell’Adige. Le due absidi laterali semicircolari, ornate da esili lesene, sono romaniche; l’abside centrale poligonale si innalza su base romanica, ma presenta forme gotiche, con contrafforti coronati da guglie e frontoni. Il massiccio campanile a cuspide, del XIII sec., presenta una cella campanaria con trifore e capitelli romanici.
L’interno della chiesa superiore è ad un’unica ampia navata a croce latina, con altari laterali e cinque absidi ed è coperto da un prezioso soffitto ligneo carenato del 1314. Le pareti e le cappelle sono ornate da numerosissimi elementi decorativi. Notevole il ricco pulpito della fine del ‘300, in marmi policromi con cuspide in legno dipinto. Numerose sono le opere pittoriche che vanno dal XIII sec. al XVII sec.; tra le altre: il frammento dell’affresco con angeli musicanti di Stefano da Zevio, vari dipinti di Domenico Brusasorci, la pala Maria e i santi di Giovan Francesco Caroto, l’affresco della Crocifissione attribuito a Turone, ma anche le opere di Francesco Torbido, di Battista del Moro, di Lorenzo Veneziano, di Liberale da Verona e di Alessandro Turchi (l’Orbetto). Le opere scultoree che arricchiscono l’interno appartengono ai secoli XIII-XVI. Sono presenti alcune sculture giovanili di Michele Sanmicheli e un altare che riprende la struttura dell’arco trionfale, sempre dello stesso autore. Ma l’opera più spettacolare è il monumento Brenzoni (1427-39) capolavoro di scultura e pittura tardogotica. Il sarcofago è sospeso sulla parete tramite un supporto di finte rocce ed è circondato da statue raffiguranti la Resurrezione di Cristo di Nanni di Bartolo. Sullo sfondo del monumento, il dipinto dell’Annunciazione di Pisanello, sopra cui si trovano gli affreschi di S. Michele e S. Raffaele, sempre di Pisanello.
Dal transetto, si passa al chiostro romanico (con frammenti scultorei di varie epoche), da cui si accede alla chiesa inferiore, edificio romanico a croce latina con 3 navate, sostenute da numerosi pilastri (con capitelli medievali); alle pareti e sui pilastri, interessanti affreschi del XI-XIII sec. (altri, staccati, sono conservati al Museo di Castelvecchio).

L’ingresso per visite turistiche è a pagamento. È possibile acquistare il biglietto per la visita alla singola chiesa o un biglietto cumulativo per le cinque chiese di S. Zeno Maggiore, S. Anastasia, S. Lorenzo, S. Fermo Maggiore e il Duomo (Cattedrale di S. Maria Matricolare).
Orari di visita: feriali ore 10-18; festivi ore 13-18 (le visite sono sospese durante le funzioni religiose).