Biserica Vodiţa I avea plan triconc având dimensiunile 12,3 x 5,5 m. Se afla la 0,5 m sub pavajul bisericii Vodiţa II. Monumentul a fost construit din piatră de râu legată cu mortar. Zidurile aveau o grosime de cca 1 m. Se compunea dintr-un pronaos cu dimensiunile de 5,5 x 4,1 m, un naos cu abside laterale, cu deschiderea de 7,8 m şi un altar arcuit la interior şi exterior, a cărei deschidere era de 2,2 m. Între biserica Vodiţa I şi Vodiţa II este un strat de 0,4 m, fără a se identifica un nivel de dărămătură, ceea ce înseamnă că înaintea construrii bisericii Vodiţa II s-a început cu amenajarea terenului. Din punct de vedere stratigrafic se observă clar că nivelul Vodiţa II suprapune direct nivelul corespunzător perioadei de funcţionare a bisericii Vodiţa I. Biserica Vodiţa II era un monument de dimensiuni mai mari decât Vodiţa I, pe care o suprapune. Avea tot un plan triconc, cu dimensiunile de 18 x 6,25 m. Naosul avea dimensiunile de 4,4 x 6,25 m iar interspaţiul dintre aceste şi pronaosul, de dimensiuni mult mai mici (1,6 x 4,4 m), era boltit în berceau, transversal, ca şi pronaosul. Absidele sânurilor erau flancate de patru pilaştrii pe care se sprijineau arcurile de susţinere ale tamburului turlei naosului. Pe latura de sud şi vest a pronaosului a fost adăugat, ulterior, un pridvor din care se făcea accesul în biserică pe uşile prevăzute pe laturile amintite. Zidăria fundaţie bisericii a fost realizată din piatră legată cu mortar de var iar elevaţia din piatră în alternanţă cu brâuri de cărămidă; la naşterea bolţilor un rând de piatră, tăiată în biseau, alcătuia un blocaj interior. La exterior zidul avea un parament de brâuri din cărămidă aparentă şi brâuri de piatră de taille. Materialele folosite au fost piatra de râu, procurată din albia pârâului Vodiţa, care curge pe latura sudică a micului platou, unde a fost amplasată mânăstirea, blocuri de calcar şi cărămizi romane refolosite, aduse, cel mai probabil, din perimetrul anticei Dierna (Orşova) situată la circa trei kilometri distanţă. Interiorul bisericii a fost pavat exclusiv cu cărămizi romane refolosite. În naos acestea au dimensiuni de 60 cmx60cm, iar în pronaos de 40 cmx40 cm. Pentru elevaţie s-au utilizat şi cărămizi de dimensiuni mai mici, 36 cm x17 cmx17 cm şi 22 cmx33 cmx4cm, probabil, fabricate în timpul lucrărilor de construcţie a ansamblului mănăstiresc. Descoperirea unor plăci de plumb fragmentare, în colţurile exterioare ale zidurilor, au condus la concluzia că întreaga construcţie a fost placată cu plumb. Din punct de vedere al materialelor arheologice recuperate, informaţiile nu oferă posibilitatea stabilirii unor eventuale faze de construcţie sau reconstrucţie a bisericii, ale cărei ruine erau vizibile la suprafaţa solului. Gheorghe Cantacuzino menţionează că nivelul corespunzător ridicării şi funcţionării bisericii Vodiţa II, în prima fază, începutul secolului al XV-lea, ar fi avut grosimea de 0,35 - 0,4 m şi era suprapus de un nivel ce conţinea fragmente de cărămidă la partea inferioară şi mortar în partea superioară, corespunzător unei perioade în care au avut loc lucrări de refacere a edificiului, în cursul secolului al XV-lea. Ultimul nivel de funcţionare a bisericii Vodiţa II era indicat de o lentilă de mortar, suprapusă de depuneri din perioada de sfârşit a secolului al XVII-lea şi primele decenii ale celui următor, urmată de un nivel ce indica dezafectarea definitivă a edificiului. Peste această depunere urma un nivel steril, gros de circa 1m, rezultat în urma depunerilor de pământ şi piatră, aduse de viituri, în perioada secolelor al XVIII-lea şi al XX-lea.

Nu se cunoaşte cauza care a dus la încetarea funcţionării bisericii Vodiţa I şi nici o cronologie certă cu privire la momentul ridicării şi dezafectării Bisericii Vodiţa I. Virgil Drăghiceanu considera că Vodiţa I datează în prima jumătate a secolului al XIII-lea, momentul fiind pus în legătură cu activitatea de predicare a călugărilor dominicani, în Ţara Severinului, după cum o dovedesc unele documente ale cancelariei papale emise în 1237. Argumentul acestei teorii îl constituia identificarea, în absida altarului, a unui postament de zidărie, masa altarului, element caracteristic bisericilor catolice, ca de altfel şi similitudinile planimetrice cu alte monumente considerate de rit catolic din zona Severinului. Cercetările lui Gheorghe Cantacuzino au dovedit însă că Vodiţa I a funcţionat pentru scurt timp, datarea neputând fi anterioară jumătăţii secolului al XIV-lea, iar Vodiţa II ar fi fost datată la scurt timp după dezafectarea Vodiţei I, cândva în ultimul deceniu al secolului al XIV-lea.

Virghil Drăgiceanu surprinde în sondajele sale din 1912 chilii pe laturile de est şi nord al zidului de incintă.