Базиликата се издига на едноименната улица и е построена на мястото, където според легендата първоначалната постройка е била издигната от Света Елена, майката на император Константин. В действителност на това място са се намирали руините на езически храм, посветен на Церера. Тук монахините-базилийки, избягали през VIII в. от Константинопол с мощите на свети Григорий, основават Fondaco di San Gregorio по заповед на неаполитанския епископ Стефан II, който по-късно е присъединен към манастирите "Свети Себастиан" и "Свети Панталеймон" през 1225 г. След Тридентския събор по-строгите правила на Контрареформацията налагат изграждането на нова структура, в която да бъдат настанени монахините. Като доказателство за това "преместване" остава мостът, който по-късно се превръща в камбанария и свързва двете структури. Между 1574 г. и 1580 г., благодарение на интереса на Фулвия Карачоло и леля Лукреция, на Винченцо дела Моника и Джовани Батиста Кавани е поверено строителството на новата църква и манастир, по-късно разширени през 1694 г. от Франческо Антонио Пикети. В края на работата от старата постройка остава само параклисът Идрия, достъпен от манастира. През XVIII в. църквата е обогатена с типични неаполитански барокови елементи като мазилка, мрамор и месинг. Тя е оборудвана и с орган и две резбовани дървени хорни кабини от архитекта Николо Талякоци Канале, който работи по структурата между 1730 и 1750 г.Фасадата е с четири тоскански пиластъра, с три аркирани прозореца, които първоначално са били увенчани с тимпан, по-късно заменен с трети архитектурен ред. Главният портал датира от края на XVI в., а във всяко отделение на трите крила релефно са издълбани Свети Лаврентий, Свети Стефан и Евангелистите. Отвъд първоначалния атриум се намират мемориални плочи, посветени на освещаването на църквата (1579 г.), посвещаването на Сан Грегорио Армено и посещението на Пий IX през 1849 г.
