Bazilika atrodas uz tāda paša nosaukuma ielas, un tā uzcelta vietā, kur, kā vēsta leģenda, sākotnējo celtni uzcēla svētā Helēna, imperatora Konstantīna māte. Patiesībā šajā vietā atradās Ceres veltīta pagānu tempļa drupas. Šeit baziliāņu mūķenes, kas 8. gadsimtā bija aizbēgušas no Konstantinopoles ar Svētā Gregora relikvijām, pēc Neapoles bīskapa Stefana II pavēles nodibināja Fondaco di San Gregorio, kas vēlāk 1225. gadā tika pievienots Svētā Sebastiāna un Svētā Pantaleona klosteriem. Pēc Tridentas koncila stingrākie kontrreformācijas noteikumi lika uzcelt jaunu ēku, lai tajā varētu izmitināt mūķenes. Par šo "migrāciju" liecina tilts, kas vēlāk kļuva par zvanu torni un savienoja abas celtnes. No 1574. līdz 1580. gadam, pateicoties Fulvia Caracciolo un tantes Lukrēcijas ieinteresētībai, Vinčenzo della Monica un Džovanam Batistam Kavagni tika uzticēta jaunās baznīcas un klostera celtniecība, ko vēlāk, 1694. gadā, paplašināja Frančesko Antonio Piketti. Darbu beigās no vecās celtnes bija palikusi tikai Idrijas kapela, kas bija pieejama no klostera. 18. gadsimtā baznīca tika bagātināta ar tādiem Neapoles barokam raksturīgiem elementiem kā apmetums, marmors un misiņš. Tajā tika uzstādītas arī ērģeles un divas kokgrieztas koka kora kanceles, ko darinājis arhitekts Nikolo Tagliacozzi Canale (Niccolò Tagliacozzi Canale), kurš strādāja pie celtniecības no 1730. līdz 1750. gadam.Fasādē ir četri Toskānas pilastri ar trim arkveida logiem, kurus sākotnēji noslēdza timpanons, vēlāk aizstāts ar trešo arhitektūras kārtu. Galvenais portāls datējams ar 16. gadsimta beigām, un katrā no trīs spārnu nodalījumiem reljefā ir izgriezti svētais Lorenss, svētais Stefans un evaņģēlisti. Aiz sākotnējā ātrija ir piemiņas plāksnes, kas atgādina par baznīcas iesvētīšanu (1579. gadā), San Gregorio Armeno veltīšanu un Pija IX vizīti 1849. gadā.