Kyrkan är tänkt att byggas på ruinerna av den romerska arenan där, enligt många legender, S. Vitale och S. Agricola torterades under det diokletiska imperiet.Deras kroppar identifierades av S. ambrogio när han besökte Bologna 392.
Kyrkan byggdes om av nunnorna som tillhörde St Benedicts ordning under 1500 -talet och är fortfarande värd för värdefulla konstverk som Renaissance Chapel av St St.Maria Degli Angeli tillskrivs Gasparo Nadi och en stämningsfull crypt som tillhör den ursprungliga byggnaden.
Kyrkan genomgick många förändringar: den undertrycktes och stängdes av Napoleon, som skulle säljas och användas som en litterär krets av grevinnan Cornelia Barbara Rossi di San Secondo.Först i slutet av Napoleonperioden återställdes kyrkan till dess ursprungliga användning.