Il magnifico chiostro rappresenta uno dei più mirabili esempi di arte cosmatesca, costruito e decorato dagli stessi artisti, i Cosmati della famiglia Vassalletto, furono anche gli autori del chiostro della basilica di S. Giovanni in Laterano. Le colonnine, che circondano il chiostro, sono a coppia ora lisce, ora ottagone, a spirale, talune con intarsi a mosaico, sostengono gli archetti sui quali corre un fregio decorato di splendidi intarsi marmorei colorati e di mosaici sotto i quali si scorge l'iscrizione metrica, così armoniosa nell'insolita rima latina che fraternamente ci insegna che cos'è il chiostro e quale fu la storia di questo. Nel chiostro vi è una raccolta di frammenti architettonici, lapidi e sarcofagi provenienti dall'antica basilica e dagli scavi della necropoli, notevole il sarcofago di Pietro di Leone (sec. XII).