Il tempio originario fu costruito da Marco Vipsanio Agrippa genero di Augusto nel 27 a.C. Successivamente venne restaurato da Domiziano nell'incendio dell'80 e da Traiano. Adriano lo ricostruì nel 118-125 riportando nella fronte l'iscrizione originaria che falsò la datazione dell'edificio finché gli studi sui bolli laterizi e gli scavi del 1800 permisero di ricostruirne l'esatta cronologia. I lavori del tempio furono terminati da Antonino Pio [138-161] mentre nel 202 Settimio Severo e Caracalla effettuarono i primi restauri. Il monumento restò in abbandono per quasi due secoli, finché nel 608 fu ceduto dall'imperatore Foca a Bonifacio IV che lo dedicò alla Madonna e a tutti i martiri. [Ad Martyres] Nel 663 l'imperatore Costante II lo spogliò del manto in bronzo dorato del tetto, che fu in seguito rifatto in piombo da Gregorio III. [735] Nel 1625 Urbano VIII Barberini asportò il rivestimento bronzeo delle travi del portico per farne ottanta cannoni per Castel S.Angelo e le quattro colonne del famoso baldacchino della basilica di San Pietro. Con Alessandro VII avviene l'abbassamento del livello della piazza. Clemente IX nel 1668 circondò il pronao [formato da sedici colonne monolitiche di granito rosa e grigio] con una cancellata per impedire che nel portico si estendesse il mercato che si svolgeva all'esterno. Benedetto XIV nel 1747 ristrutturò l'attico interno mentre a Pio IX si deve il rifacimento della pavimentazione. Nel 1870 il tempio diventa sacrario dei Re d'Italia. Qui sono sepolti Vittorio Emanuele II, Umberto I e Margherita di Savoia. L'interno è dominato dalla cupola, con i suoi 43 metri di diametro, mentre nella parte inferiore ventotto cassettoni sono sovrapposti in cinque ordini. La pianta circolare del tempio è scandita da sette nicchioni, alternativamente semicircolari e rettangolari, ognuna con sulla fronte due colonne scanalate monolitiche in giallo antico e pavonazzetto alte m 8.9. Nello spazio tra i nicchioni sono disposte otto edicole con colonnine che sostengono timpani triangolari e arcuati. Nella prima cappella a destra l''Annunciazione', affresco attribuito a Melozzo da Forlì, nell'edicola B 'Coronazione della Vergine', affresco del XV. Nella cappella C la tomba di Vittorio Emanuele II [1878] su disegno di Manfredo Manfredi; nell'edicola D 'S.Anna e la Vergine' di Lorenzo Ottoni; nella cappella E 'Madonna e i Ss.Francesco e Giovanni Battista' di scuola umbro-laziale del XV, nell'edicola F 'S.Rasio Martire' di Bernardino Cametti. All'altare maggiore, progetto di Alessandro Specchi, 'Madonna con Bambino', tavola romano-bizantina del VII secolo. Nell'edicola H 'S.Anastasio' di Francesco Moderati; nella cappella I crocifisso del XVI secolo;
nell'edicola K la 'Madonna del Sasso', scultura del Lorenzetto [1520] commissionata da Raffaello per la propria sottostante tomba. L'epitaffio è dello scrittore Pietro Bembo. A destra della tomba la lapide in ricordo di Maria Bibbiena, fidanzata del pittore. Nella cappella L tombe di Umberto I [1900, Giuseppe Sacconi] e di Margherita di Savoia. [1926] Nell'edicola M il monumento funerario di Baldassarre Peruzzi. Nella cappella N 'S.Giuseppe e Gesù fanciullo', gruppo scultoreo di Vincenzo De Rossi; [1550-60] alle pareti rilievi in stucco raffiguranti il 'Riposo della fuga in Egitto' [Carlo Monaldi, 1728] e 'Il sogno di S.Giuseppe. [Paolo Benaglia, 1728] In alto 'Sibilla cumana' di Ludovico Gimignani, 'Mosè' di Francesco Rosa, 'Eterno Padre' del Peruzzini, 'David' di Luigi Garzi, 'Sibilla Eritrea' di Giovanni Andrea Carlone realizzati nel 1674. Nell'edicola O 'Incredulità di S.Tommaso' di Pietro Paolo Bonzi