Die Basilika steht in der gleichnamigen Straße und wurde an dem Ort errichtet, an dem der Legende nach das ursprüngliche Bauwerk von der Heiligen Helena, der Mutter von Kaiser Konstantin, errichtet wurde. In Wirklichkeit befanden sich in diesem Gebiet die Ruinen eines heidnischen Tempels, der Ceres geweiht war. Hier gründeten die Basilianerinnen, die im 8. Jahrhundert mit den Reliquien des Heiligen Gregor aus Konstantinopel geflohen waren, auf Geheiß des Bischofs von Neapel Stephan II. den Fondaco di San Gregorio, der 1225 mit den Klöstern St. Sebastian und St. Pantaleon zusammengelegt wurde. Nach dem Konzil von Trient machten die strengeren Regeln der Gegenreformation den Bau eines neuen Gebäudes zur Unterbringung der Nonnen erforderlich. Als Beweis für diese "Wanderung" bleibt die Brücke, die später zum Glockenturm wurde und die beiden Bauwerke verbindet. Dank des Interesses von Fulvia Caracciolo und ihrer Tante Lucrezia wurden Vincenzo della Monica und Giovan Battista Cavagni zwischen 1574 und 1580 mit dem Bau der neuen Kirche und des Klosters betraut, das später im Jahr 1694 von Francesco Antonio Picchetti erweitert wurde. Am Ende der Arbeiten blieb von der alten Struktur nur noch die Idria-Kapelle übrig, die vom Kreuzgang aus zugänglich ist. Im 18. Jahrhundert wurde die Kirche mit typisch neapolitanischen Barockelementen wie Stuck, Marmor und Messing bereichert. Der Architekt Niccolò Tagliacozzi Canale, der zwischen 1730 und 1750 an dem Bauwerk arbeitete, stattete es mit einer Orgel und zwei geschnitzten Chorgestühlen aus Holz aus. Die Fassade besteht aus vier toskanischen Pilastern und drei Rundbogenfenstern, die ursprünglich von einem Tympanon gekrönt waren, das später durch eine dritte architektonische Ordnung ersetzt wurde. Das Hauptportal stammt aus dem Ende des 16. Jahrhunderts, und in jedem der drei Flügel sind der Heilige Laurentius, der Heilige Stephanus und die Evangelisten in Relief geschnitzt. Hinter dem ersten Atrium befinden sich Gedenktafeln, die an die Einweihung der Kirche (1579), an die Weihe von San Gregorio Armeno und an den Besuch von Pius IX. im Jahr 1849 erinnern.
