El mosaico con escenas del martirio de san Eustaquio -considerado entre los más bellos conservados en Occidente- es también el único caso conocido de una superficie de mosaico tan grande dedicada a la representación hagiográfica de los acontecimientos de un solo santo. La evidencia más temprana de decoraciones de mosaico en el vestido Pavese se remonta a la primera mitad del siglo XIV, cuando el clérigo Pavese Opicino de Canistris informó que muchas iglesias de la ciudad estaban equipadas con pisos de mosaico. Si quedan muy pocos ejemplos en el sitio, fragmentos de decoración de mosaicos de la catedral de invierno perdida de Santa Maria del Popolo, del área de Sant'Invenzio, y del monasterio de Santa Maria delle Stuoie han confluido en el Sección románica de nuestro museo. Varios fragmentos proceden de Santa Maria del Popolo, sacados a la luz entre 1854 y 1936 durante el derribo del edificio. La nave sur de la iglesia albergaba la historia del martirio de san Eustaquio con escenas no secuenciadas y con personajes reconocibles gracias a las inscripciones. La parte central representa las etapas del martirio, el santo es escoltado por tres torturadores (speculatores) en presencia del emperador Adriano, identificado por las insignias típicas (corona, cetro y manto). Posteriormente, el santo da de comer a una bestia de difícil identificación (sólo se leen las patas), siempre en presencia del soberano. El registro superior representa dos carníficios también presentes en el martirio, mientras que el panel del suelo es más difícil de interpretar en el que una figura con un animal fantástico atado con una correa se dirige hacia los demás. Las escenas se enmarcan en falsas arquitecturas en las que columnas estriadas con capiteles de hojas sostienen arcos rebajados.