Il singolare monumento fu eretto a inizi sec. IV per Costanza ed Elena, figlie di Costantino, e trasformato dapprima in battistero e nel 1254 in chiesa. Magnifico esempio di struttura a pianta centrale, è preceduto dai resti del nartece, absidato ai lati e con due nicchie rettangolari fiancheggianti l'ingresso. L'interno è impressionante per lo stupendo ritmo strutturale, ancora legato ai modi dell'architettura romana, e per l'effetto della luce proveniente dai 12 finestroni centinati (le transenne sono di restauro) che si aprono sotto la cupola (diametro m 22.5); questa è sorretta da 12 coppie di colonne di granito poste radialmente, con capitelli marmorei di ordine composito (ogni coppia è riunita da una complessa trabeazione su cui sono impostate le arcate) ed è ornata di affreschi guasti (Cristo tra cori angelici) del 1620 circa. L'ambulacro che gira all'intorno è coperto da una volta a botte rivestita da magnifici *mosaici, tra i più antichi (sec. IV) murali giunti fino a noi, che conservano i caratteri dell'arte musiva romana (fondo bianco; composizione geometrica di alcuni scomparti; motivi ornamentali, tra cui quelli vendemmiali); le figure centrali, nelle campate a destra e a sinistra dell'ingresso, sono Costanza e Annibaliano, suo marito. Nell'absidiola destra, Cristo barbato sul globo consegna a S. Pietro un rotolo (originariamente le chiavi), mosaico di fine sec. IV restaurato nel 1843; nell'absidiola sinistra, coeva «Traditio legis», con Cristo giovanile e bei paesaggi di fondo, entro cornice a foglie e frutta. Nella nicchia opposta all'ingresso, decorata con un cielo stellato, calco del sarcofago di Costantina (l'originale è ai Musei Vaticani); nelle altre nicchie laterali, semicircolari e quadrate, resti di affreschi dei sec. XV e XVII.