Les éléments relatifs à l'ancienne structure ecclésiastique catalane-aragonaise sont rares et difficilement identifiables (fig. 1).

Fig. 1 - Planimétrie de la zone archéologique de S. Eulalia et de ses différentes phases avec l'indication des murs reconductibles à l'église primitive : a. contrefort soutenant la façade ; b. côté ouest de la porticus ; c. mur latéral construit d'est en ouest ; d. structure en maçonnerie bâtie sur deux arcades probablement situées à l'origine à l'extérieur de la zone archéologique (MARTORELLI 2013, p. 254, fig. 5).

Les archéologues découvrirent en particulier un mur oblique sur la façade externe également identifié sous l'église au niveau des fondations (fig. 2) : il s'agissait probablement d'un contrefort qui recouvrait les vestiges des arcades en ruine sous la terre accumulée.

Fig. 2 - Mur oblique et cloison tangente avec arcades inférieures visibles dans la zone archéologique (photo Unicity S.p.A.).

Une autre cloison adossée à cette dernière, en direction de l'ouest, constituait le côté nord d'une structure en fer à cheval (fig. 3), qui soutient toujours le mur de façade sur toute la largeur de la nef centrale.    

Fig. 3 - Façade de l'église S. Eulalia : a et b sont les murs latéraux de la structure en fer à cheval, représentant les vestiges de l'église primitive (MARTORELLI 2013, p. 256, fig. 6).

Celui-ci pourrait même être antérieur aux murs (et au niveau des fondations) et représenter les vestiges de l'église à nef unique bâtie au XIVe siècle.

Les constructions réalisées par les nouveaux dominateurs ibériques à Cagliari (l'ancienne basilique Bonaria et San Giacomo) ou dans leur patrie (Sant’Agata à Barcelone) font penser à une église  à nef unique, de petite dimension, dont les chapelles latérales furent rajoutées au XVIe siècle.