Por debajo de una capilla medieval muy reformada en el siglo XIX, y al sur del ábside de la catedral tardoantigua, que se encuentra en el mismo espacio expositivo, se encuentra el mausoleo tradicionalmente conocido como Cárcel de San Vicente, que no es ninguna prisión pero que sí que tuvo que ver con el mártir. Está asombrosamente conservado en toda su planta y buena parte de su alzado. Se sitúa en el  extremo meridional de la cabecera de la catedral y en conexión con ésta. Presenta estructura central de planta en cruz con un sistema de naves con cubierta de bóveda de cañón. Cada nave queda delimitada por un muro testero hacia el exterior y separadas por arcos de medio punto en la intersección o tramo central donde se eleva el cimborio. Al este presenta un ábside o cabecera de planta cuadrada, tanto al exterior como al interior. La nave de los pies, más ancha, está dividida en tramos separados por pilastras adosadas creando pequeños espacios laterales o nichos que, en el caso del tramo más próximo al crucero, aparecen a modo de arcosolios que contrarrestan los empujes de crucero y cimborio y que se corresponden al exterior con contrafuertes, de los que únicamente se conserva el situado al norte. Estos arcosolios servían para alojar los sarcófagos de los obispos posteriores, formando un corredor funerario que enlazaría con la catedral. Sus paramentos son de sillería y mampostería, reforzados con sillares en las esquinas, todo trabado con hormigón de cal. La sillería es de caliza y dolomía gris-azulada reaprovechada de edificios romanos, con hiladas muy regulares y colocadas muy cuidadosamente. Las piedras de los arcos, bóvedas y pilastras son de toba calcárea, más blanda y ligera, tallada expresamente.