Laodikeia Kilisesi ızgara sistemindeki (hippodomik) plana göre kentin Kuzeydoğu bölümüne konumlandırılmıştır. Kent planlaması açısından merkezi bir konuma sahip olan yapı, Tapınak A’nın hemen doğusunda, Suriye Caddesi ile Kuzey Tiyatroyu birbirine bağlayan ara sokak (Tapınak Doğu Sokak) üzerinde yer alır. Kilise, biri doğuya beşi Kuzeye ve beşi de güneye bakan toplam 11 apsise sahiptir. Apsis köşe akslarına paralel şekilde yerleştirilmiş 10 adet ayak devasa yapının çatı örtüsünü taşımaktadır. Yapıya giriş Suriye Caddesi yönünden (Güney) ve Kuzey Tiyatro yönünden olmak üzere iki kapıyla sağlanmakta, her iki kapıdan girildiğinde yapının ilk odası olan Narteks (son cemaat yeri) bölümüne ulaşılmaktadır. Kutsal naos odasına geçiş narteks doğu duvarından üç kapı ile sağlanmaktadır. Bunlardan orta nefe açılan kapı daha geniş yan nef kapıları ise daha dar yapılmıştır. Laodikeia Kilisesi’nin en kutsal mekânını temsil eden naos odası içerisinde dördü kuzeye, dördü güneye ve biri batıya olmak üzere toplam dokuz apsis, 10 adet ayak, Prothesis ve Diakonikon odaları, ambon kürsüsü, bema ve doğuya bakan ana apsis içerisinde synthronon yer almaktadır. Kilise mimarisinin bir özelliği olarak naos odası kuzey, orta ve güney olmak üzere üç nefe ayrılmıştır. Kuzey ve Güney nefler mozaik döşeme, orta nef ise mermer opus sectile döşemeye sahiptir. Yapı duvarları farklı ve büyük ölçeklerdeki traverten bloklar ile harç malzemesi olarak kum ve taşçık katkılı kireç harçla tamamlanmıştır.
    Laodikeia Kilisesi’nin kuzeydoğu köşesine yerleştirilmiş olan vaftizhane odasına giriş hem naostan, hem de kuzey yönde naosa paralel olarak uzatılmış koridor vasıtasıyla sağlanmaktadır. Naostan geçişi sağlayan kapı hem vaftiz törenini idare eden rahiplerin hem de vaftiz olduktan sonra Hıristiyan kimliği kazanan kişinin kutsal naos odasına giriş-çıkışına olanak vermektedir. Laodikeia Kilisesi Vaftizhanesi içerisinde merkez aks üzerinde haç planlı bir vaftiz havuzu yer alır. Tuğla örgü üzerine mermer kaplama şeklinde inşa edilen havuza, doğudan üç basamaklı merdivenle inilir ve batıdan aynı sayıda basamakla çıkılır. Havuz orta dairenin her iki yanında rahiplerin kutsama töreni sırasında durabilecekleri cepler yerleştirilmiştir. Vaftizhane tabanı değişik ölçü ve düzenlemeye sahip opus sectile döşemelidir. Naos içinde orta nef opus sectile, yan nefler ise mozaik döşemelidir.
    Kilise, Büyük Constantinus zamanında, Hıristiyanlığın 312-313 yıllarında serbest bırakılmasıyla birlikte yapılmış olup çeşitli düzenlemelerle M.S. 7. yüzyıla kadar kullanılmıştır.