La basilica, fondata nel 380 e pesantemente restaurata nell'800, è inglobata nel Palazzo della Cancelleria. L'interno conserva la struttura tardo-quattrocentesca, con caratteristiche dimensionali e distributive simili all'antica chiesa, che aveva un portico esterno e uno interno. Tale struttura è ripresa dalle navate trasverse, ad arcate su pilastri quadrati con volte a crociera al pari di quelle laterali, che fungono da vestibolo. Il presbiterio, modificato dal Bernini creando un'abside a due ordini di paraste, con due cantorie entro arconi in basso e altre due in alto con gli organi, ha oggi l'aspetto decorativo definito dal Vespignani, che modificò i coretti superiori e aggiunse il baldacchino su quattro colonne di alabastro; di antico resta la pala su lavagna (Incoronazione di Maria e santi) di Federico Zuccari. Anche l'aspetto della navata centrale è opera del Vespignani, che profuse una decorazione bianca e oro, e creò la fascia intermedia che gira sulle tre pareti e le soprastanti arcate. A lato del presbiterio, nella cappella della SS. Concezione, trasformata da Pietro da Cortona nel 1635-38 e restaurata nel 1859, la Vergine di Grottapinta, tavola della prima metà del sec. XII, proveniente dalla demolita chiesa di S. Salvatore in Arco.