W związku z budową nowego kościoła wydano zgodę na zburzenie starego pod warunkiem poświęcenia w nim ołtarza św. Sebastianowi i utrzymania jego kultu w świątyni. Nowy kościół wraz z klasztorem zaczęli wznosić teatyni, fundamenty położono w 1591 roku. Autorem projektu był Giacomo della Porta. W 1603 roku śmierć sponsora kardynała Alfonso Gesualdo spowodowała zatrzymanie prac. Zostały one wznowione w 1608 roku dzięki wsparciu finansowemu kardynała Alessandro Peretti de Montalto, nadzorował je Carlo Maderno. W latach 1620–1622 wybudowano spektakularną kopułę, niebędącą częścią pierwotnego projektu. Sklepienia i dachy zostały ukończone w 1625 roku, natomiast wystrój wnętrza ukończono do 1650 roku, kiedy miało miejsce poświęcenie kościoła. Ponowny brak funduszy spowodował, że fasada została wybudowana dopiero w latach 1655-1656 przez Carlo Rainaldi, zgodnie z projektem Maderno, ale z pewnymi zmianami artystycznymi.
Dekoracja wnętrza kościoła w większości pochodzi z XVII wieku, z wyjątkiem sufitu nawy z końca XIX wieku i niektórych kaplic. Restauracje kościoła miały miejsce w 1869, 1887, 1905 i 1912 roku.