Se construyó en el interior del antiguo Templo de Antonino y Faustina, y se construyó en el siglo VII u XI, aunque fue modificado drásticamente después.

Pudo haber sido reutilizado ya a partir del siglo VII como iglesia, ya que era considerado el lugar donde san Lorenzo fue condenado a muerte, pero, con certidumbre, fue mencionada en el siglo XI por diferentes fuentes con el término latino Mirabilia Urbis Romae.

Fue construida una escalera que permitía el acceso al pórtico desde el lado del Foro, pero las sucesivas excavaciones arqueológicas que han sacado a la luz el nivel original de la zona en la época imperial han hecho imposible el acceso desde ese lado.

En 1429/1430 el papa Martín V concedió la iglesia a la Universitas Aromatorium, el «Colegio de químicos y herboristas», la cual utiliza aun hoy en día los locales adyacentes a la iglesia para albergar un museo que contiene, entre otras cosas, recetas firmadas por Rafael Sanzio.

Incluso nunca se construyó un ábside, preservando la estructura de la cella del templo.