Πάνω στον χαμηλό λόφο Καραούλι, με θέα στον Αμβρακικό, έξω από τα τείχη της παλαιοχριστιανικής Νικόπολης αλλά μέσα και κοντά στα ρωμαϊκά τείχη και τη Νοτιοανατολική τους Πύλη, βρίσκεται η Βασιλική Δ. Εντοπίστηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1950 κατά τις εκσκαφές του ΟΤΕ για την εγκατάσταση κεραίας ασυρμάτου. Η θέση της έξω από τη χριστιανική πόλη και οι ταφές που βρέθηκαν στο εσωτερικό της οδηγούν στο συμπέρασμα πως ο ναός θα πρέπει να σχετίζεται με ένα από τα χριστιανικά κοιμητήρια.
Η Βασιλική Δ είναι τρίκλιτη, ξυλόστεγη, με τριμερές προεξέχον εγκάρσιο κλίτος, νάρθηκα με προσκτίσματα και αίθριο. Η προέκταση του βόρειου και του δυτικού τοίχου του αιθρίου πέρα από τη βορειοδυτική γωνία του μαρτυρεί την ύπαρξη στοάς, η οποία εξασφάλιζε προφανώς την κύρια πρόσβαση στο ναό από τον δρόμο.
Δύο θύρες οδηγούν στον νάρθηκα, που σώζει μικρό τμήμα από το ψηφιδωτό δάπεδό του. Στο κέντρο του δαπέδου, ανάμεσα σε γεωμετρικά σχέδια, εικονίζεται στεφάνι με πολύχρωμα άνθη και καρπούς, τα οποία συγκρατεί ελισσόμενη ταινία. Πρόκειται για συχνότατο στη γλυπτική διακοσμητικό θέμα, σπάνιο όμως στη διακόσμηση ψηφιδωτών δαπέδων, στοιχείο ενδεικτικό της υψηλής και πρωτότυπης καλλιτεχνικής ποιότητας του εργαστηρίου της Νικόπολης.
Στενό άνοιγμα στον νότιο τοίχο του νάρθηκα οδηγεί σε μικρό διαμέρισμα, πιθανότατα το διακονικό, με αψίδα στη νότια πλευρά και ψηφιδωτό δάπεδο. Τρεις θύρες στον ανατολικό τοίχο του νάρθηκα, με ευρύτερη την κεντρική, τη βασίλειο πύλη, η οποία διέθετε αρχικά πολυτελές μαρμάρινο περιθύρωμα, οδηγούσαν στον κυρίως ναό. Δύο σειρές έξι κιόνων ιωνικού ρυθμού, οι οποίες διαμόρφωναν τα τρία κλίτη του, συνεχίζουν στο εγκάρσιο κλίτος. Το δάπεδο του κεντρικού κλίτους έφερε πολυτελές μαρμαροθέτημα (opus sectile), ενώ στα δυο πλάγια κλίτη διατηρείται, σε αξιόλογο ποσοστό, το μαρμαροθέτημα με πολύχρωμα ακανόνιστα πλακίδια (opus segmentatum).
Το ελαφρώς υπερυψωμένο δάπεδο του ιερού βήματος ήταν διακοσμημένο με μαρμαροθέτημα ανάλογο με εκείνο του κεντρικού κλίτους. Από την αγία τράπεζα διατηρείται μόνο η βάση της. Εκατέρωθεν της τράπεζας βρίσκονται τα κτιστά συμψέλλια, και ανατολικότερα, στην αψίδα, το ημικυκλικό βαθμιδωτό βάθρο όπου τοποθετούνταν ο θρόνος του επισκόπου.
Τα δύο πτερύγια του εγκάρσιου κλίτους επικοινωνούν με το ιερό βήμα και τα πλάγια κλίτη με δίβηλο. Στο βόρειο διαμέρισμα, κάτω από τις πλάκες, βρέθηκε μαρμάρινη σαρκοφάγος και κτιστός κιβωτιόσχημος τάφος, ο οποίος περιείχε τα οστά τουλάχιστον έξι νεκρών. Μέσα στην εξαιρετικής καλλιτεχνικής ποιότητας σαρκοφάγο, προϊόν εργαστηρίου γλυπτικής της Κωνσταντινούπολης, βρέθηκαν διαλυμένα τα οστά του νεκρού χωρίς το κρανίο. Η προνομιακή θέση της ταφής δίπλα στο ιερό βήμα, μέσα στην πολυτελή σαρκοφάγο, επιτρέπει το συμπέρασμα ότι πρόκειται για μάρτυρα, στον οποίο θα ήταν αφιερωμένος ο ναός. Την παραπάνω υπόθεση ενισχύει η ύπαρξη του παρακείμενου τάφου, ο οποίος ερμηνεύεται ως ταφή ad sanctum, ταφή δίπλα σε μάρτυρα, η οποία εξασφάλιζε τη σωτηρία της ψυχής.
Αντίστοιχο μικρό διαμέρισμα περιφραγμένο με θωράκια υπάρχει και στο νοτιοδυτικό τμήμα του νότιου διαμερίσματος, το «πρόχειρον παστοφόριον» κατά τον Ορλάνδο. Η έρευνα κάτω από το δάπεδο αποκάλυψε την ύπαρξη δύο κιβωτιόσχημων τάφων με δεκαοκτώ νεκρούς. Η αποκάλυψη αυτή ενισχύει την άποψη ότι αντίστοιχα διαμερίσματα παλαιοχριστιανικών βασιλικών προορίζονταν και για την ταφή αξιωματούχων του κλήρου και προβεβλημένων πολιτών. Η ερμηνεία της βασιλικής ως κοιμητηριακής ενισχύεται και από το ενεπίγραφο θραύσμα επιτάφιας στήλης χριστιανικών χρόνων που βρέθηκε στην περιοχή της αψίδας από τους πρώτους ανασκαφείς.
Αξιόλογο είναι το σύνολο των γλυπτών της βασιλικής ορισμένα από τα οποία ήταν εισηγμένα, ειδική παραγγελία για τη βασιλική.
Η ανέγερση της Βασιλικής Δ τοποθετείται στο πρώτο μισό του 6ου αι., χρονολόγηση που στηρίζεται κυρίως στον τύπο των αρχιτεκτονικών γλυπτών και στα ψηφιδωτά δάπεδα του νάρθηκα και του διακονικού.
