Bazylika łączy w sobie kilka stylów: romański, gotycki, wenecko-bizantyjski i barokowy. Na przestrzeni wieków jej wnętrze wzbogaciło się w dzieła sztuki wielkich mistrzów. Z XIV wieku pochodzą freski szkoły Giotta, a sto lat później Donatello częściowo rzeźbił ołtarz główny i posąg konny Gattamelaty. W XVI stuleciu tworzyli tam artyści renesansowi, którzy przebudowali kaplicę Grobu św. Antoniego. Przy Bazylice utworzono malarską Szkołę św. Antoniego, gdzie znajdują się młodzieńcze prace Tycjana. Ogromne przestrzenie świątyni stały się miejscem dla dzieł sztuki mistrzów z kolejnych wieków. A w latach od 1979 do 1985 Pietro Annigoni rozpoczął swój cykl obrazów na płótnie, dedykowany św. Maksymilianowi