Базилика была построена в конце III — начале IV веков, возможно римской женщиной по имени Анастасия. Позднее базалика была перестроена в церковь, которую посвятили мученице Анастасии Сирмийской.
Св. Анастасия работы Феррата
Церковь была несколько раз отреставрирована, сегодняшний вид церковь имеет после реставрации XVII века. Неф украшают 20 мраморных и гранитных античных колонн, возможно являвшихся частью императорских дворцов на Палатине. Потолок украшен фресками Микеланджело Черутти (1722), изображающими мученичество святой. У алтаря находятся мощи и статуя святой Анастасии Эрколе Феррата, явно созданной по образу «Экстаз Блаженной Людовики Альбертони» Бернини.
В июле 2020 года папа римский Франциск передал базилику Сиро-малабарской католической церкви.
