Na początku XIX wieku, w związku ze wzrostem zainteresowania studiami nad architekturą średniowieczną, kościół został poddany badaniom przez licznych historyków sztuki i architektury. W latach 1860–1875 przeszedł stylistyczną restaurację, a począwszy od lat 30. XX wieku kilkakrotnie konserwowano jego uszkodzoną fasadę.
Architektura Bazylika San Michele Maggiore jest najbardziej znaczącym zabytkiem architektury romańskiej w Lombardii. Fasada z piaskowca, podzielona pilastrami na trzy części, została udekorowana płaskorzeźbami przedstawiającymi postacie ludzkie i zwierzęce. W jej dolnej części znajdują się trzy portale. Nad portalem głównym znajduje się posąg św. Michała, natomiast nad mniejszymi portalami bocznymi – posągi św. Ennodiusza z Pawii i św. Eleuchadiusza z Rawenny.
Ceglana kampanila, znajdująca się między lewym transeptem a prezbiterium, została zbudowana pod koniec X wieku, jeszcze przy poprzedniej świątyni. Wskazuje na to sposób jej budowy oraz jej niewielkie wymiary, niepasujące do obecnego budynku.