St. Gereon war zunächst ein Memorialbau und wurde erst später ein Stift. Der Bau lag vor der Stadt auf einem Gräberfeld mit nicht christlichen und christlichen Gräbern. Kurz nach 347 (Münze) (350/365 nach Verstegen) entstand ein Mausoleum für eine bedeutende, wahrscheinlich christliche Persönlichkeit (Constans?). Es wurde ein zehneckiger ovaler Bau mit acht Nischen (hufeisenförmig) erbaut.  Vor den Pfeilern lagen je zwei Säulen. Eine querrechteckige Vorhalle mit zwei Apsiden lag westlich, davor ein Atrium. Das Oval hatte die Maße 19 x 28 m. In fränkischer Zeit wurde St. Gereon 590 von Gregor von Tours erwähnt als "ad Sanctos aureos" wegen beeindruckender Goldmosaiken. Die christliche Nutzung geschah aber wohl ohne bauliche Veränderungen. Wohl um 700 erfolgte die Stiftsgründung, eine Klerikergemeinschaft wird 839 auch genannt. Im 8. Jahrhundert (oder 9. Jahrhundert nach Verstegen) wurde die Ostapsis durch einen Rechteckchor ersetzt. In romanischer Zeit wurde ein zweijochiger Langchor mit Apsis und dreischiffiger Krypta sowie zwei Türmen im Winkel an den Zentralbau angefügt. Die Weihe fand 1068 statt. Um 1100 erfolgte eine Erneuerung des Zentralbaus, dabei wurden Reliquien der Thebäischen Legion gefunden. 1156 wurde der Chor erhöht und um ein drittes Joch verlängert mit neuer Apsis und flankierenden Chortürmen. 1191 wurde eine Stufenanlage zum Chor eingebaut sowie eine Confessio. 1219-1227 wird der Zentralbau ummantelt und eine Rippenkuppel eingebaut.

Saint-Géréon était à l'origine un édifice commémoratif et ne devint qu'ensuite un monastère. Le site était situé à l'extérieur de la ville, sur un cimetière comprenant des tombes chrétiennes et non chrétiennes. Peu après 347 (selon la monnaie) (350/365 selon Verstegen), un mausolée fut érigé en l'honneur d'une personnalité importante, probablement chrétienne (Constans ?). Il s'agissait d'un édifice ovale à dix côtés, doté de huit niches disposées en fer à cheval.  Devant chaque pilier se trouvaient deux colonnes. Un vestibule rectangulaire transversal avec deux absides était situé à l'ouest, devant lequel se trouvait un atrium. L’ovale mesurait 19 x 28 m. À l’époque franque, Saint-Géréon fut mentionné en 590 par Grégoire de Tours sous le nom de « ad Sanctos aureos » en raison de ses impressionnantes mosaïques dorées. L’utilisation chrétienne du site s’est toutefois probablement faite sans modifications architecturales. La fondation du chapitre eut lieu vers 700 ; une communauté cléricale est également mentionnée en 839. Au VIIIe siècle (ou au IXe siècle selon Verstegen), l’abside orientale fut remplacée par un choeur rectangulaire. À l’époque romane, un choeur allongé à deux travées avec une abside, une crypte à trois nefs ainsi que deux tours adossées à l’angle du corps central furent ajoutés. La consécration eut lieu en 1068. Vers 1100, le corps central fut rénové ; c'est à cette occasion que furent découvertes des reliques de la Légion thébaine. En 1156, le choeur fut surélevé et prolongé d'une troisième travée, avec une nouvelle abside et des tours de choeur flanquant le choeur. En 1191, un escalier menant au choeur ainsi qu’une confessio furent aménagés. Entre 1219 et 1227, le corps central fut recouvert d’une enveloppe et une coupole à nervures y fut intégrée.