Η εκκλησία του Αγίου Βασιλείου βρισκόταν περίπου 190 μέτρα νότια της προκυμαίας και 200 μέτρα ανατολικά των τειχών της πόλης, στην ανατολική συνοικία της πόλης της Τραπεζούντας.
Ήταν ένας τρουλαίος σταυροειδής ναός με τρεις αψίδες, η κεντρική πεντάπλευρη εξωτερικά, ενώ τα παστοφόρια του ήταν ημικυκλικά. Όταν ξαναχτίστηκε, μεταξύ 1890 και 1895, στο σχέδιο συμπεριλήφθηκε μια δυτική στοά και ένας νάρθηκας. Στο εσωτερικό, υστεροκλασικές ή πρωτοβυζαντινές βάσεις και κίονες βρέθηκαν σε δεύτερη χρήση, με τις βάσεις να χρησιμοποιούνται και ως κιονόκρανα. Επίσης, υπήρχαν τοιχογραφίες του Ιουστινιανού και του στρατηγού Βελισάριου, πιθανότατα πολύ μεταγενέστερες της εποχής τους.
Όσον αφορά τη χρονολόγηση της εκκλησίας, οι απόψεις των μελετητών ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό, καθώς οι Bryer και Winfield πιστεύουν ότι ο ιδρυτής πρέπει να ήταν ο Μέγας Κομνηνός Βασίλειος Α’ (1332-1340), ο Millet χρονολόγησε το κτίριο νωρίτερα, μεταξύ 11ου και 12ου αιώνα, ενώ η Ballance πρότεινε ότι η τοιχοποιία που χρησιμοποιήθηκε υποδηλώνει ένα κτίριο του 12ου αιώνα. Σύμφωνα με τον Janin, το μνημείο, το οποίο αναστηλώθηκε πολλές φορές, πιθανότατα αντικαθιστούσε ένα παλαιότερο λόγω της εμπρόσθιας επιγραφής του Ιουστινιανού στον τοίχο του εσωνάρθηκά του.
Παρά την έλλειψη ακριβούς χρονολόγησης, γνωρίζουμε πως η εκκλησία επισκευάστηκε το 1867 και ξαναχτίστηκε μεταξύ του 1890 και 1895. Έκτοτε και έως το 1923 παρέμεινε ένας ενοριακός ναός. Καταστράφηκε οριστικά γύρω στο 1972.
