Эта церковь посвящена святой Агнессе, деве-мученице. Начиная с IV в. н. э. святая Агнесса, чей праздник приходится на 21 января, пользовалась величайшим почетом среди дев-мучениц в Риме. Хотя почитаема она уже давно, в рассказах о ее загадочной жизни и смерти столько расхождений, что история ее мученичества достоверно неизвестна. Лишь се ранняя юность не вызывает сомнений. Деве было около 12—13 лет, когда она погибла.
Распространенная легенда гласит, что в 305 г. н. э. Агнесса, юная римская девушка, принявшая христианство, была зарублена, по словам св. Амвросия, мечом. Ее убили за то, что она посмела отказать жениху-язычнику. В качестве наказания ее раздели догола и, согласно Прудентиусу, отправили в публичный дом, прежде чем казнить. По легенде, человек, который хотел ее изнасиловать в публичном доме, упал на землю, пораженный слепотой. По другому преданию, он вновь обрел зрение благодаря молитвам Агнессы. И та и другая истории гласят, что волосы Агнессы росли удивительно быстро и вскоре прикрыли ее наготу, а когда девушку попытались сжечь, пламя ее не коснулось.
Тело Агнессы поместили в гробницу на Виа Номентана, а вокруг были вырыты большие катакомбы, названные ее именем. Плита на ее могиле с надписью «Святейшая Агнесса», вероятно, та самая, что хранится в музее Неаполя. Во время правления императора Константина по повелению его дочери над могилой Ангессы была воздвигнута базилика. Папа Гонорий I в VII в. построил неподалеку церковь, которую позднее восстановил папа Адриан I. Последние крупные работы в церкви велись при папе Пие IX Благословенном в середине 1800-х гг. Эта церковь, как утверждают, воздвигнута на месте публичного дома, куда поместили Агнессу, а в саду церкви имеются руины первоначальной базилики Константина; таинственное сооружение больше напоминает крытую усыпальницу, чем традиционную базилику.
В апсиде церкви имеется мозаика, изображающая мученицу в огне, с мечом у ног. Купол эпохи барокко в высоком алтаре датируется 1614 г., статуя Агнессы в церкви — тоже XVII в. Ее могила находится под высоким алтарем. Там она покоится со своей молочной сестрой Эмерентианой, дочерью кормилицы.
Уже в средние века святая Агнесса изображалась с ягненком — символом непорочности. В праздник святой Агнессы торжественно освящаются два ягненка, и из их шерсти делают паллиумы (ленты), которые папа посылает архиепископам, чтобы отметить их вступление в должность.