Kościół, którego początki sięgają wielu wieków temu, początkowo należał do Zakonu Świętego Benedykta. Po zakwaterowaniu grupy sióstr w XIII wieku, w 1516 r. Kościół został zburzony, aby zastąpić go większym budynkiem zaprojektowanym przez Andreę da Formigine, który zbudował portyk i wzbogacił go o piękne dekoracje (teraz uszkodzone).
Pod koniec XVI wieku został przekazany Theatynom, którzy odbudowali kościół przez G. Battistę Natali i Agostino Barelli: nowa dzwonnica i nowa kopuła zostały dodane do pierwotnego budynku, a następnie mnisi postanowił zmienić jego nazwę na założyciela, nadając kościołowi nowy tytuł: San Bartolomeo (pierwotna nazwa) i San Gaetano Thiene (ich założyciel). Wewnątrz kościoła można znaleźć wiele obrazów Lodovico Carracciego, Guido Reni i innych. Ponadto obok ołtarza głównego znajduje się mała kaplica, w której pochowano mistrza bolońskiego Prudenzianę Zagnoni.