Dal viale si giunge in uno spiazzo in cui si erge l'arco di ingresso al complesso abbaziale vero e proprio.
Nella parte bassa, la struttura è divisa in due da un corridoio a tre archi, il mediano dei quali in marmo; l'edificio è stato presumibilmente costruito al tempo di papa Onorio III (XIII secolo) con esplicite funzioni di difesa: questo si intuisce dalla presenza sui montanti dell'arco marmoreo di centro di solidi cardini a sostegno di una pesante porta.

La costruzione è chiamata Arco di Carlo Magno, perché verso il XIII secolo le pareti interne, quelle laterali tra il primo e il secondo arco, erano state affrescate con un ciclo decorativo, oggi quasi completamente scomparso, a ricordo dell'episodio della donazione di alcune proprietà in Maremma e nell'arcipelago toscano da parte di Leone III e Carlo Magno fatta nell'805 all'Abbazia, per la miracolosa intercessione delle reliquie di Sant'Anastasio, conservate alle Tre Fontane, che contribuirono alla conquista di Ansedonia.
Non si è persa la memoria di questi affreschi per via di una riproduzione ad acquerello eseguita da Antonio Eclissi nel 1630, ora custodita presso la Biblioteca Apostolica Vaticana.
Ma l'interno della struttura è stato decorato anche con altri affreschi, di cui oggi rimangono in discrete condizioni le figure dei quattro Evangelisti e dei loro simboli, ai lati della volta, tra il primo e il secondo arco e l'immagine di Cristo, oggi scomparsa, al centro della volta; mentre sopra l'arco centrale restano parti delle figure della Madonna, San Benedetto, San Bernardo e altri Santi.