Di antichissima origine, forse sorta nel IX secolo, passò nel 1507 ai Domenicani, che, nel 1524, ne intrapresero la ricostruzione, avvenuta in due tempi, insieme all’annesso convento, poiché nel passò ai Teatini, per essere completata nel 1566. Nel periodo precedente la chiesa era stata sede di un importantissimo cenacolo religioso e culturale, nell’ambito della cosiddetta “riforma cristiana”, a cui facevano capo, tra gli altri, Vittoria Colonna e Michelangelo Buonarroti. Nel 1580 fu aggiunta alla chiesa la cappella Bandini, di Ottaviano Mascherino, la cui cupola è visibile dalla strada, a sini­stra della facciata.
Dopo il 1870 il convento fu occupato dalle Forze Armate, che tuttora vi risiedono, mentre nel 1873-77, per l’allargamento e sistemazione del livello della strada, in rapporto con la nuova via Nazionale, fu effettuata una violenta mutilazione della chiesa, con la demolizione della facciata e il taglio delle prime due cappelle, oltre alla creazione di un dislivello di circa nove metri, che comportò il «galleggiamento» della chiesa nel vuoto. Venne dato incarico ad Andrea Busiri Vici di realizzare una modesta finta facciata neo-cinquecentesca, mentre l’accesso si ha dal portale a sinistra, da dove per una scala si sale al livello della chiesa.

La chiesa è a navata unica, con due cappelle per lato, cupola e profondo presbiterio, ancora più evidente a causa dell’accorciamento ottocentesco della navata. Il soffitto di questa è in legno scolpito policromo, riccamente ornato e dorato. Nella controfacciata è da notare il monumento funebre di Prospero Farinacci (1618), illustre giureconsulto che si assunse l’onere della difesa processuale di Beatrice Cenci.
Nella seconda cappella destra, all’altare, l’immagine della Madonna della Catena, venerata tavola di scuola romana del XIII secolo. Nel presbiterio, alle pareti del coro, sono conservati dei pregevoli stalli lignei, finemente scolpiti. Dal transetto sinistro si accede alla splendida cappella Bandini, costruita nel 1580-1585 da Ottavia Mascherino ispirandosi alla raffaellesca cappella Chigi di S. Maria del Popolo, a pianta ottagonale con cupola e lanternino. All’altare, Assunzione, tavola di Scipione Pulzone (1585), nei pennacchi della cupola quattro tondi del Domenichino con scene bibliche (1628), nelle nicchie quattro statue in stucco, Santa Marta e San Giuseppe, di Francesco Mochi, e San Giovanni Evangelista e Santa Maria Maddalena, di Alessandro Algardi (1628).

La seconda cappella sinistra (Ghislieri) ha sull’altare una Natività di Marcello Venusti e alle pareti due affreschi con la Circoncisione e l'Adorazione dei Magi, di Jacopo Zucchi. Nella volta, affreschi di Raffaellino da Reggio.

La prima cappella sinistra è la più antica della chiesa, risultando costruita già nel 1518 e decorata tra il 1525 e il 1527. Ha un eccezionale pavimento in formelle di maiolica, opera di Luca della Robbia il Giovane: si tratta delle maioliche avanzate nella pavimentazione delle Logge di Raffaello in Vaticano. Ai lati dell’altare sono due affreschi con Maria Maddalena e S. Caterina da Siena di Polidoro da Caravaggio. Dello stesso, insieme a Maturino da Firenze, sono gli altri due importantissimi affreschi, con scene delle vite delle medesime sante. Essi costituiscono, nella storia dell’arte rinascimenta­le, i primi esempi conosciuti di scene di paesaggio sostanzialmente indipendenti dal soggetto sacro rappresentato; siamo alla radice di quel percorso che porterà, alla fine del Cinquecento, alla nascita della grande pittura di paesaggio classicheggiante. Lo zoccolo delle pareti è coperto da un bellissimo fregio monocromo con putti, degli stessi artisti, mentre la volta della cappella fu successivamente affrescata con Storie di S. Stefano del Cavalier d’Arpino.

La sagrestia della chiesa è decorata con splendidi arredi cinquecenteschi.