Kirken ble oppført i 1598 i en kuppeldekket rundbygning som tidligere hadde utgjort en del av Diokletians termer. Fasaden og interiøret er i sin nåværende form fra 1700-tallet. Interiøret huser blant annet åtte helgenskulpturer utført av Camillo Mariani omkring 1600.
San Bernardo alle Terme har siden 1670 vært tittelkirke.