Công việc xây dựng nhà thờ được bắt đầu bởi Giám mục Ecclesius năm 526 khi Ravenna vẫn còn nằm dưới sự cai trị của người Ostrogoth và hoàn thành bởi giám mục thứ 27 của Ravenna, Maximianus năm 547 trước khi Trấn Ravenna của Đông La Mã được thành lập.

Việc xây dựng nhà thờ được tài trợ bởi một thương gia và kiến trúc sư người La Mã tên là Julius Argentarius, một người mà gần như không có thông tin gì về ông được biết đến ngoại trừ việc ông cũng đã tài trợ cho việc xây dựng Vương cung thánh đường Sant'Apollinare ở Classe trong khoảng thời gian tương tự.[2] (Julius Argentarius có thể xuất hiện trong số các cận thần trên khảm Justinianus) Chi phí cuối cùng lên tới 26.000 solidi (vàng miếng).[3]

Mái vòm ở trung tâm ứng dụng một kỹ thuật phương Tây dùng các ống rỗng chèn vào nhau chứ không dùng gạch. Những lối đi lại xung quanh và hành lang mới chỉ được uốn vòm sau này trong thời Trung Cổ.[4]

Những bức bích họa Baroque trên mái vòm đã được vẽ giữa các năm 1778 và 1782 bởi các họa sĩ S. Barozzi, U. Gandolfi và E. Guarana.[5]