Dans l'abbatiale, le culte des reliques s'était développé autour et sous le tombeau du saint patron de l'édifice.
Dès leur entrée dans l'édifice, les pèlerins étaient prévenus du caractère exceptionnel du lieu par des sculptures évocatrices. En passant par le double portail de l'ouest, de nombreux bas reliefs rappelaient l'apostolicité de saint Saturnin, considéré à Toulouse comme le premier disciple du Christ. A la porte Miégeville, au sud, face à la Grand Rue traversant la ville, ils assistaient avec les apôtres à l'Ascension du Christ, figurée sur le tympan, entre deux hautes statues de saint Pierre, à l'est et de saint Jacques, à l'ouest : ici se trouvait une certitude en la Résurrection, entre Rome et Compostelle.
Enfin, l'autre portail, ou porte des pèlerins, avec ses chapiteaux détaillant les supplices des damnés, rappelait que toute quête est d'abord un cheminement intérieur, en vue d'une libération du péché. Immédiatement après ce portail, des confessionnaux permettaient de se purifier avant de poursuivre.
L'architecture et le décor de l'abbatiale porte témoignage de sa mission. Ses larges portails, son vaste plan en croix latine, ses couloirs étendus favorisaient l'accueil et la circulation d'un grand nombre de fidèles. Doubles collatéraux sur la nef et simples sur les bras du transept permettaient un accès direct à de nombreuses chapelles et au déambulatoire, isolant totalement le chœur où se déroulait en toute quiétude la liturgie canoniale. La liturgie paroissiale, celle du capitoulat Saint-Sernin, occupait le bras nord du transept, alors que la grande nef, restée libre au-delà du jubé, était totalement occupée les jours de grande fête. Du bras sud du transept, où se trouvaient les confessionnaux, on pouvait accéder aux reliques, à partir du déambulatoire.
Jusqu'au milieu du XVIe siècle environ, les restes saints les plus importants étaient conservés dans les cryptes, le plus souvent fermées.