Le baptistère est sans doute le mieux conservé en son état de Provence. Il date du V° siècle et suit un modèle très répandu. 

A l'origine, les chrétiens étaient baptisés (par immersion) la nuit de Pâques, et rarement en d'autres occasion (la nuit de Noël en étant une). Ils l'étaient à l'âge adulte; et seul l'évêque pouvait baptiser. Il était donc essentiel d'avoir dans la cathédrale un espace dédié à cette cérémonie qui soit assez vaste. 

A Aix, le baptistère reprend le plan de celui de Marseille, construit peu de temps avant, dans des proportions six fois moindres (le baptistère de Marseille étant le plus grand de la chrétienté). Les colonnes employées pour la construction proviennent d'une basilique civile du I° siècle. Comme la première cathédrale, le baptistère est construit à l'emplacement d'un Forum et utilise des éléments de remplois. 

La décoration d'origine ne nous est pas connue, sinon par un fragment de mosaïque situé dans la niche sud-ouest. 

Le baptistère est très régulièrement restauré, et chaque chantier respecte son plan d'origine. Les principales restaurations sont:

• Au XII° siècle, les murs sont rebâtis et couverts de fresques.

• Au XIV° siècle, une nouvelle cuve baptismale remplace l'ancienne au centre de l'édifice. Elle est aujourd'hui contre le mur sud. 

• En 1577, la coupole est réédifiée dans le style Renaissance maniériste alors en vogue.

• Enfin, en 1996, après de nombreuses fouilles, le baptistère est rendu dans un état proche de l'origine.

Au XIX° siècle, les sept niches du baptistère sont ornées de sept tableaux d'artistes aixois représentant les sept sacrements.