Bazilika se nalazi u istoimenoj ulici i podignuta je na mestu gde se, prema legendi, već nalazila prvobitna građevina koju je podigla Sveta Jelena, majka cara Konstantina. U stvarnosti, na tom području su pronađene ruševine paganskog hrama posvećenog Cereri. Ovdje su monahinje bazilijanke, koje su u osmom vijeku pobjegle iz Carigrada sa moštima Svetog Gregorija, osnovale, po nalogu biskupa napuljskog Stefana II, Fondaco di San Gregorio koji se kasnije, 1225. godine, ujedinio sa manastiri San Sebastiano i San Pantaleone. Nakon Tridentskog sabora, strožija pravila kontrareformacije učinila su neophodnim izgradnju nove zgrade za smještaj redovnica. Kao dokaz ove "seobe" ostao je most koji je kasnije postao zvonik, koji povezuje ove dvije građevine. Između 1574. i 1580. godine, zahvaljujući interesovanju Fulvije Caracciolo i tetke Lucrezije, Vincenzo della Monica i Giovan Battista Cavagni dobili su povjerenje za izgradnju nove crkve i novog samostana, koji je kasnije 1694. godine proširio Francesco Antonio Picchetti. Na kraju radova od antičke građevine ostala je samo Idrijska kapela do koje se dolazi iz klaustra. U osamnaestom veku crkva je obogaćena tipičnim elementima napuljskog baroka, kao što su štukature, mermer i mesing. Opremljena je i orguljama i dva horska štanda od rezbarenog drveta arhitekte Niccolò Tagliacozzi Canale koji je radio na strukturi između 1730. i 1750. godine.Fasada ima četiri toskanska pilastra, sa tri velika lučna prozora koji su prvobitno bili nadvišeni timpanonom, a kasnije zamijenjen trećim arhitektonskim redom. Glavni portal datira s kraja 16. vijeka, a u svakom odeljku troja vrata reljefno su uklesani San Lorenzo, Santo Stefano i evanđelisti. Nakon prolaska početnog atrija, postavljene su spomen-ploče u znak sjećanja na osvećenje crkve (1579.), na posvetu Svetom Gregoriju Armenu i na posjetu Pija IX 1849. godine.
