Es considerada popularmente la «iglesia gemela» de Santa Maria in Montesanto, aunque las dos edificaciones se diferencian sobre todo por su planimetría.
La salvación del niño hizo que se construyera una capilla dedicada a María junto al Tíber, cerca del actual Ponte Regina Margherita, en la que se colocó la imagen milagrosa, a partir de entonces llamada «Virgen de los Milagros» (Madonna dei Miracoli).
Debido a que el lugar junto al Tíber resultaba cada vez más insalubre y estaba sujeto a las continuas inundaciones del río, en 1661 el papa Alejandro VII ordenó que se construyera en la Piazza del Popolo una nueva iglesia para custodiar la copia de la imagen de la Madonna dei Miracoli, y que este nuevo edificio sustituyera uno existente dedicado a santa Úrsula.
En el centro del pavimento está colocada una placa circular con el escudo del cardenal Girolamo Gastaldi, mecenas de la iglesia; el mismo escudo se encuentra también en la contrafachada, sobre la placa conmemorativa que recuerda la edificación de la iglesia.
El edificio tiene cuatro capillas laterales: El profundo presbiterio, realizado por Carlo Fontana, está unido a la nave de la iglesia mediante un arco triunfal coronado por el escudo del cardenal Gastaldi.
La amplia sacristía fue realizada al mismo tiempo que la iglesia, y su decoración data del siglo XVII; además de las dos placas conmemorativas que recuerdan a los antiguos propietarios de la iglesia, la sacristía conserva un busto en mármol del papa Pío VI.