La chiesa fu progettata insieme a S.Maria del Montesanto ma costruita successivamente, nel 1675, dall'architetto Carlo Rainaldi su commissione del cardinale Gastaldi, e proseguita da Carlo Fontana fino all'inaugurazione del 1681.
La facciata è preceduta da un portico in travertino. La cupola è distribuita su un tamburo ottagonale con la calotta divisa in otto spicchi. La chiesa doveva essere simmetrica a quella gemella ma per mancanza di spazio sul lato sinistro Rainaldi elaborò una cupola circolare per la prima ed una ovale per la seconda, schiacciandola nello spazio disponibile. La pianta interna è circolare con paraste corinzie scandita da quattro cappelle per lato. All'altare maggiore immagine della santa con angeli in stucco di Antonio Raggi, alle pareti monumenti funerari dei Cardinali Benedetto e Girolamo Gastaldi su disegno di Carlo Fontana, con busti in bronzo di Girolamo Lucenti e statue del Raggi.
