La tradizione, che si fonda sul Liber Pontificalis, riferisce che questa chiesa è stata fondata sulla casa di papa Gregorio II, che la trasformò in edificio religioso, con annesso monastero, in occasione della morte della madre: risalirebbe così all'VIII secolo. La prima informazione storica invece risale al 1121 in una bolla di papa Callisto II. La chiesa deve l'attuale aspetto ai lavori del 1671 immediatamente sospesi, ed a quelli del 1710 portati a termine dall'architetto Giacomo Recalcati. Già esistente all'inizio del XII secolo, fu lungo il corso degli anni ampiamente ristrutturata. Ha la facciata caratterizzata da un leggero aggetto e dall'inserimento di elementi borrominiani.
All'interno si conserva la veneranda statua lignea della Madonna del Carmine, che è il vero principio motore della Festa de' Noantri, festa rionale ricorrente nel mese di luglio.
La chiesa viene anche chiamata Sant'Agata "Ad Colle Iacentes" poiché si trova alle falde dei colli Gianicolensi.