Po pewnym czasie kościół okazał się za mały ze względu na dużą liczbę uczniów kolegium. W związku z tym postanowiono zastąpić go większym budynkiem. W tym celu wyburzono część kompleksu. W 1627 roku położono kamień węgielny. Sklepienie nawy zostało ukończone do 1649 roku. W 1650 roku stary kościół został zlikwidowany, a liturgię zaczęto sprawować w nawie nowego kościoła. Budowa została ukończona w 1685 roku. Freski w kaplicach bocznych, zakrystii oraz apsydzie wykonał francuski jezuita Pierre de Lattre. Jego dziełem były również ołtarze boczne. Pierwotnie planowano wybudowanie kopuły, z czego jednak ostatecznie zrezygnowano. Andrea del Pozzo wpadł na pomysł, by przykryć jej miejsce na suficie iluzjonistycznym obrazem przedstawiającym wnętrze kopuły. Pozzo wykonał fresk sklepienia nawowego między 1691 a 1694 rokiem, a w 1697 roku zaprojektował ołtarze transeptu. Jego dziełem są również freski na sklepieniu transeptu oraz w apsydzie.
W 1722 roku kościół konsekrował kardynał Antonio Felice Zondadari.
W 1853 roku na kościele założono obserwatorium astronomiczne, które zostało zlikwidowane w 1923 roku z powodu oświetlenia ulic.