Erbaut von Sigismondo Pandolfo Malatesta, dem Herrscher von Rimini von 1432 bis 1468, steht der Tempel an einem Ort, der von der Kirche Santa Maria in Trivio und ab dem 13. Jahrhundert von der Kirche San Francesco belegt wird. Dies wurde mit Gemälden verziert, die jetzt verloren gegangen sind, abgesehen von einer Kreuzigung von Giotto, dem einzigen Werk dieses Künstlers in Rimini, das aus dem frühen 13. Jahrhundert stammt. In der Nähe der Kirche befanden sich ein Kloster und ein Friedhof, auf dem mehrere Mitglieder der Familie Malatesta begraben wurden.

Mit dem Tempel, der noch nie zu Lebzeiten fertiggestellt wurde, gelang es Sigismondo, seine Familienrelikte an einem einzigen Ort zusammenzuführen.

Die Arbeiten am Tempel begannen 1447 mit der Eröffnung von zwei Grabkapellen für Sigismondo und seiner dritten Frau, Isotta degli Atti. Sigismondo entschied sich dann für den Wiederaufbau der Kirche. Das Projekt wurde Leone Battisti Alberti anvertraut, der sich an römischen Traditionen inspirierte, wie in der Fassade und an den Seitenwänden, die an den Augustusbogen und die Tiberiusbrücke erinnern. Die Eleganz des Äußeren wurde durch eine reichhaltige Innenausstattung ergänzt. Matteo dei Pasti und Agostino di Duccio arbeiteten mit einer fast bildlichen Sensibilität an den Marmorverkleidungen der sechs Seitenkapellen.

Die Dekorationen können auf vielfältige Weise interpretiert werden, von der Feier der Liebe von Sigismondo und Isotta bis hin zu philosophischen Themen. Vor allem aber zeigt sich die Persönlichkeit von Sigismondo, die vor St. Sigismund in einem Fresko von Piero kniend gesehen wurde della Francesca, und auch dominant in der Darstellung von Rimini in der Planetenkapelle, über der das Krebszeichen, das eigene Sternzeichen von Sigismondo, zu sehen ist.