Die Quellen beschreiben die Klosterkirche auf dem Rupertsberg als eine dreischiffige Pfeilerbasilika ohne Querschiff, die am 1. Mai 1152 von Erzbischof Heinrich I. von Mainz feierlich konsekriert wurde. Dieser spezifische architektonische Typus bestimmte maßgeblich die räumliche, akustische und funktionale Organisation des klösterlichen Lebens der Benediktinerinnen.
Architektonische Maße und Grundstruktur Die Basilika besaß eine Gesamtlänge von rund 30 Metern. Als dreischiffige Anlage bestand sie aus einem zentralen, erhöhten Hauptschiff mit 7 Metern Breite, das von zwei niedrigeren Seitenschiffen mit jeweils 4,35 Metern Breite flankiert wurde. Der Begriff „Pfeilerbasilika“ verweist darauf, dass das Mittelschiff im Inneren durch massive Pfeiler und Arkadenbögen von den Seitenschiffen abgetrennt war. Von dieser ursprünglichen Bausubstanz zeugen heute noch fünf erhaltene romanische Arkadenbögen der südlichen Hochschiffwand, die in das spätere Würthsche Haus integriert wurden.
Die baulichen Konsequenzen des fehlenden Querschiffs Da die Kirche als Typus „ohne Querschiff“ (ohne Transept) konzipiert war, ergab sich eine Besonderheit für den östlichen Abschluss des Gebäudes. Die zur Nahe ausgerichtete Schauseite (Ostchor) besaß eine halbrunde Hauptapsis mit bekrönendem Giebel, die von zwei massiven viereckigen Flankentürmen eingefasst war. Weil das Querschiff fehlte, stießen die Seitenschiffe direkt an diese Türme, weshalb die kleineren Nebenapsiden der Seitenschiffe baulich in die Untergeschosse dieser beiden Türme integriert werden mussten.
Einfluss der Bauform auf den Damenchor Die lineare Struktur der Pfeilerbasilika ohne quer verlaufenden Raum hatte direkten Einfluss auf die Platzierung der Ordensfrauen. Die architektonische Rekonstruktion geht von insgesamt neun Arkaden (Jochen) im Langhaus aus. Da die massiven Osttürme an den Seiten den Blick auf den Hochaltar verdeckt hätten, wurde der Damenchor (der Sitzbereich der Nonnen) direkt in das Hauptschiff zwischen die Türme vor den Chor und die Apsis verlegt. Um ausreichend Platz für alle Nonnen zu bieten, nahm dieser Damenchor die drei östlichsten Joche des Hauptschiffs ein.
Bauakustik und Fensteranordnung in der Hochschiffwand Die Struktur der Pfeilerbasilika erforderte eine spezifische Lichtführung durch Obergadenfenster (Fenster im oberen, herausragenden Teil des Hauptschiffs). Bei der Kirche auf dem Rupertsberg gab es hierbei einen deutlichen Versatz zwischen den Fenstern der Seitenschiffe und denen des Obergadens. Dieser architektonische Kniff war höchstwahrscheinlich der Platzierung einer kleinen Schwalbennestorgel geschuldet. Wären die Fensterachsen exakt übereinanderliegend konstruiert worden, hätte die Orgel direkt vor einem Obergadenfenster gehangen, was akustisch unvorteilhaft gewesen wäre und das Bleiglas gefährdet hätte. Stattdessen befand sich die Orgel vor einer massiven Mauerfläche der Pfeilerwand, welche den Klang der Musik ideal in das Kirchenschiff reflektierte.