La chiesa sorge sul luogo in cui,secondo la tradizione, Gesù sarebbe apparso a Pietro che lasciava Roma per sfuggire al martirio. Alla domanda di Pietro "Signore, dove vai?" ("Domine, quo vadis?"), Gesù avrebbe risposto "Vado a Roma per farmi nuovamente crocifiggere". 

Pietro, pentito, avrebbe fatto ritorno a Roma facendosi crocifiggere. La chiesa risale al secolo IX ma fu poi riedificata nel XVI e nel XVII. Nel 1637 il cardinale Francesco Barberini fece rifare la facciata. Quest'ultima è costituita da un piccolo portale d'ingresso sopra il quale si trova un finestrone incorniciato da un grande timpano triangolare di coronamento. 

L'interno presenta una sola navata con due nicchie laterali e sul fondo una piccola abside laterale. La chiesa è detta anche "in palmis" poiché in essa è conservata, in copia, una pietra votiva con le due orme dei piedi, credute di Cristo.