Предполагается, что церковь будет построена на руинах римской арены, где, согласно многим легендам, С. Витале и С. Агрикола подвергались пыткам во время империи Диоклетиана. Их тела были опознаны С. Амброджио, когда он посетил Болонью в 392.
Церковь была перестроена монахинями, принадлежащими к Ордену святого Бенедикта в 16 веке, и до сих пор хранит ценные произведения искусства, такие как часовня Возрождения Св. Мария дельи Анжели приписывается Гаспаро Нади и вызывающему воспоминания склепу, принадлежащему оригинальному зданию.
Церковь претерпела много изменений: она была подавлена ​​и закрыта Наполеоном, а графиня Корнелия Барбара Росси ди Сан Секондо продала ее и использовала в качестве литературного круга. Только в конце наполеоновского периода церковь была восстановлена ​​в первоначальном виде.