Iniziata nel 1489 da un ignoto architetto, la chiesa fu completata nel 1567. Essa presenta una facciata attribuita al Vignola (ma alcuni la attribuiscono a Martino Longhi il vecchio), mentre l'interno si deve a Guidetto Guidetti, rinomato allievo di Michelangelo, il quale trasformò il progetto originario a croce greca (quattro absidi) nell'impianto a croce latina e tre navate.

La Madonna dell'Orto, incoronata dal Capitolo Vaticano nel 1657 compare nella raccolta della fine del Settecento dell'incisore romano Pietro Bombelli. Si conservano opere dei fratelli Federico e Taddeo Zuccari, di Corrado Giaquinto e di Giovanni Baglione. La chiesa è ancor oggi custodita dall'Arciconfraternita di S. Maria dell'Orto che, per anzianità di istituzione pontificia, tra quelle ancora attive in Roma è la più antica dedicata alla Beata Vergine e tra le prime in assoluto.