258年瓦勒良皇帝（Valeriano）颁布了一项诏令，规定杀死所有主教、神父和执事。其中包括圣老楞佐，一位西班牙裔的执事，大殿就是供奉他并且至今仍保存着他的圣髑。

传统指明他的殉教是在燃烧的炉篦子上进行的，准确位置就在当今可见的由君士坦丁皇帝建造的建筑。

现今的建筑是由两座之前的建筑融合而成，一座建于6世纪末，另一座建于13世纪初。在第二次世界大战期间大殿被盟军的轰炸完全摧毁，随后在废墟上被重建。许多壁画因而丢失了，而老教堂的遗迹被收集在现在的维拉诺坟场（cimitero del Verano）地下。