Il nuovo prospetto della basilica fu definito nel 1947 con la fusione di due edifici, la Biblioteca del Foro della Pace e l'aula del Tempio del Dio Romolo, donati nei secoli precedenti da Teodorico e Amalasunta a Felice IV, che li utilizzò per fondare la chiesa dedicata ai santi Cosma e Damiano, fratelli medici, da contrapporre al Culto dei Castori che avveniva nel vicino tempio. Il restauro avvenne nel 1632 sotto la direzione di Luigi Arrigucci durante il pontificato di Urbano VIII, su prospetto architettonico di Orazio Torriani. All'interno, attraverso l'arco di travertino, si raggiunge il chiostro opera dell'Arrigucci [1626-32] con affreschi di Francesco Allegrini. L'aula unica della chiesa ha tre cappelle per lato a cui si aggiunge una minore di fronte l'ingresso attuale. Il soffitto in legno dorato fu dipinto da Marco Tullio Montagna [1632] mentre alle pareti gli affreschi con storie dei santi Cosma e Damiano sono di Giovan Battista Speranza.
Nella prima cappella a destra affresco del 'Crocifisso', forse risalente al XIII secolo, nella seconda la decorazione è di Giovanni Baglione, [1638] nella terza 'S.Antonio col Bambino' dello Spadarino e affreschi di Santa Chiara dell'Allegrini. Nell'abside, dei tempi di Felice IV, [526-530] mosaici risalenti al VI-VII secolo con raffiguranti nell'arco trionfale 'Apocalisse con l'agnello mistico fra i sette candelabri', quattro angeli, i simboli degli evangelisti Luca e Giovanni. Nel catino absidale 'Cristo tra i Ss.Pietro e Paolo che presentano rispettivamente i Ss.Cosma e Damiano accompagnati da S.Teodoro e Felice IV con il modello della chiesa'.
Sull'altare maggiore, di Domenico Castelli, [1637] 'Madonna col Bambino' o detta della Salute, tavola di scuola romana del XIII, periodo al quale risale il ciborio cosmatesco disposto in sagrestia
