La basílica se levanta en la calle del mismo nombre y fue construida en el lugar donde, según la leyenda, la estructura original fue erigida por Santa Elena, madre del emperador Constantino. En realidad, en la zona se encontraban las ruinas de un templo pagano dedicado a Ceres. Aquí, las monjas basilianas, que habían escapado en el siglo VIII de Constantinopla con las reliquias de San Gregorio, fundaron el Fondaco di San Gregorio a instancias del obispo de Nápoles Esteban II, que posteriormente se unió a los monasterios de San Sebastián y San Pantaleón en 1225. Tras el Concilio de Trento, las normas más estrictas de la Contrarreforma hicieron necesaria la construcción de una nueva estructura para acoger a las monjas. Como prueba de esta "migración", se conserva el puente, que más tarde se convertiría en un campanario, que conecta las dos estructuras. Entre 1574 y 1580, gracias al interés de Fulvia Caracciolo y de la tía Lucrezia, se encargó a Vincenzo della Monica y a Giovan Battista Cavagni la construcción de la nueva iglesia y del monasterio, posteriormente ampliado en 1694 por Francesco Antonio Picchetti. Al final de las obras, sólo quedaba de la antigua estructura la capilla de Idria, accesible desde el claustro. En el siglo XVIII, la iglesia se enriqueció con elementos típicos del barroco napolitano, como estuco, mármol y latón. También fue equipada con un órgano y dos coros de madera tallada por el arquitecto Niccolò Tagliacozzi Canale, que trabajó en la estructura entre 1730 y 1750. La fachada tiene cuatro pilastras toscanas, con tres ventanas en arco que originalmente estaban coronadas por un tímpano, sustituido posteriormente por un tercer orden arquitectónico. El portal principal data de finales del siglo XVI y, en cada compartimento de las tres alas, están tallados en relieve San Lorenzo, San Esteban y los Evangelistas. Más allá del atrio inicial hay placas conmemorativas de la consagración de la iglesia (1579), la dedicación a San Gregorio Armeno y la visita de Pío IX en 1849.