Santa Cecilia, la patrona de la música, se convirtió en mártir aquí en el 230 d. C. La iglesia, fundada antes de C. V en el lugar donde se encontraba una casa romana, probablemente el marido de Valeriano, Santa Cecilia, fue rehecha en obediencia a la voluntad del Papa Pasquale I; de la antigua construcción se guarda el mosaico absidal.

Durante C. XII se anexaron un porche y un campanario. Se restauró continuamente desde C. XVI hasta C. XIX, respectivamente, por orden de los cardenales Francesco Acquaviva y Giacomo Doria Pamphili. La fachada del siglo dieciocho es de Fuga y está precedida por un porche que atesora las antiguas columnas de granito rosa y mármol africano.
Para no perderse, dentro del convento cercano, el fresco "Il Giudizio universal" de Pietro Cavallini, fechado en C. XIII.