Il nome della chiesa deriva da un episodio narrato dalla tradizione romana, che racconta il martirio di quattro artigiani marmorari cristiani. Questi ultimi, durante il regno dell’imperatore Diocleziano, furono condannati a morte per aver rifiutato di realizzare idoli pagani.
In origine, l’area era occupata da un’elegante dimora aristocratica del periodo tardo-antico. Fu solo nel V secolo che papa Leone IV decise di erigere, su quelle fondamenta, un ampio edificio a tre navate, talmente imponente da essere considerato una delle basiliche più prestigiose dell’epoca carolingia a Roma.
Un grave incendio nel 1084 distrusse completamente la struttura.
Ricostruita su scala più modesta per volontà di papa Pasquale II nel XII secolo, l’edificio fu abbandonato quando la sede papale fu trasferita ad Avignone. Tuttavia, nel 1564, papa Pio IV trasformò la struttura in un orfanotrofio femminile, destinato alle monache di clausura agostiniane, che lo occupano tuttora