Poco dopo la metà del V secolo il Vescovo Neone copri l’edificio con una cupola e lo adornò di magnifici mosaici, fortunatamente tuttora superstiti.
Se l’esterno del battistero è realizzato, nella parte più alta, dal profilarsi di lesene che si risolvono in archetti pensili, l ‘ interno invece è tutto un ben calcolato succedersi, dal basso in alto, di specchianti policrome tarsie marmoree, di stucchi e di mosaici, sicché architettura e decorazione si fondono qui in una quanto mai armonica unità.
La cupola, strutturata con una serie di anelli di tubi fittili, onde rendere meno pesante la copertura, presenta un rivestimento musivo che può articolarsi in tre zone, ossia nel disco mediano ed in due fasce ad esso concentriche. Nel medaglione che spicca al sommo è raffigurata la scena del Battesimo di Cristo. Egli sta in piedi, immerso a metà persona nelle acque del Giordano, mentre S. Giovanni Battista procede al rito e mentre le personificazione del fiume emerge dalle acque, pronta a porgere al redentore un drappo verde con cui asciugarsi (sono però di restauro ottocentesco la colomba, la testa di cristo, nonché la testa ed il braccio destro del Battista).
La prima grande fascia che circonda il medaglione mediano presenta, su fondo blu indaco, separate da esili candeliere floreali rese con tessere auree, dodici figure di Apostoli, i quali, divisi in due schiere capeggiate rispettivamente da S. Pietro e da S. Paolo, avanzano lentamente, tenendo sulle mani velate dal pallio una simbolica corona gemmata. Ogni Apostolo è identificabile per mezzo del nome scritto ai lati della testa.
La fascia più esterna concentrica a questa contiene otto settori d‘architettura, ognuno dei quali al centro s‘incurva in un abside: in queste alternative sono raffigurati un trono e un altare, che alludono alla sovranità e alla divinità di Cristo. I troni sono affiancati da due viridari, simbolo del giardino celeste, recinti da transenne; gli alberi sono invece affiancati da due seggi vuoti, alludenti a quelli preparati da Cristo per gli eletti.
Segue, più in basso, all’altezza delle finestre, la decorazione in stucco con motivi decorativi e figure di Profeti entro edicole, la quale, al pari dei mosaici, è da assegnare all ‘ epoca del Vescovo Neone ( 451-475) . Ancora più sotto, concentrica al giro delle arcate delineantisi su ciascun lato dell’ottagono, si svolge una decorazione musiva con girali d ‘ acanto verde lumeggianti d ‘ oro su fondo blu scuro.Osservando la decorazione della cupola nel suo insieme si nota come lo schema generale della composizione sia paragonabile ad una gran ruota raggiata, vorticante attorno ad un nucleo centrale fisso, ravvisabile in questo caso nel medaglione mediano. Per effetto appunto della forza centrifuga di questa spinta ruotante la decorazione suggerisce cosi l ‘ idea del continuo e dell’infinito.