Il cubicolo del fossore Diogene si presenta come un ambiente ipogeo a pianta quadrata, con volta a crociera, sostenuta ai quattro angoli da colonne costituite da base, fusto e capitello il tutto interamente realizzato scavando il banco tufaceo. Nella parete del lato settentrionale è stato ricavato un arcosolio, poi intonacato e dipinto, che presenta alla base il loculo sepoldrale, sul lato orientale tra l’arcosolio e la colonna, è stata ricavata una piccola nicchia con una lastra marmorea alla base. Lungo la parete orientale è stato realizzato un secondo ambiente che presenta una semplice scialbatura a calce.

In base della tecnica pittorica e alla cronologia generale della catacomba si ritiene che le pitture risalgano alla seconda metà del IV sec d.C..
Il fronte esterno presenta una lunghezza di 1,9 m ed un altezza di 2,3 m, le quattro colonne, dal diametro di 0,4 m, sono alte circa 2 m mentre l’arcosolio, profondo circa 1 m, presenta una larghezza di 1,7 m per 1,5 m di altezza.

La decorazione pittorica risulta articolata nel seguente modo:
Registro superiore con Pietro rappresentato sul lato sinistro e Paolo sul lato destro. Registro inferiore con Gesù che resuscita Lazzaro dal sepolcro sul lato sinistro e Mosè che fa sgorgare l’acqua da una roccia sul lato destro.

Sul fronte è presenta una colomba tra rami di ulivo, al centro i resti del cartiglio, mentre tra le colonne e l’arcosolio sono presenti due paraste decorate con motivi geometri all’interno di riquadri.
L’attuale stato conservativo del cubicolo è legato ad una serie di eventi risalenti al 1600, al tempo della riscoperta di alcune regioni delle catacombe di Domitilla. In particolare, tra gli altri, il tentativo di Marcantonio Boldetti di asportare le pitture per poterle musealizzare, intervento che comportò una perdita irrimediabile di parte del ciclo pittorico lasciando un’enorme lacuna strutturale al centro dell’arcosolio che si estende fino a interessare una porzione del fronte e tre lacune sugli intonaci dipinti della lunetta e dell’intradosso.

Una porzione di dipinto del fossore Diogene, viso e parte del busto, si conserva nei Musei Vaticani, corridoio del Belvedere, Museo Cristiano.