Im Jahr 1548 gründete Filippo Neri, vom Volk “Pippo buono” genannt, die Bruderschaft der Pilger und Genesenden mit dem Ziel, bedürftigen Pilgern, die nach Rom kamen, zu helfen. Als Anerkennung für seine Tätigkeit schenkte ihm Gregor XIII. die Kirche Santa Maria in Vallicella, die bereits im 12. Jahrhundert dokumentiert ist (so genannt wegen einer Senke).
Der Wiederaufbau der Kirche (daher auch Chiesa Nuova genannt) begann 1575 durch Pietro Bartolini aus Città di Castello und wurde 1583 von Martino Longhi dem Älteren fortgesetzt. Die Kirche wurde 1599 geweiht, während die Fassade Anfang des 17. Jahrhunderts nach dem Vorbild der Kirche Il Gesù fertiggestellt wurde.
Die Fassade, vollendet im Jahr 1605, zeigt zwei Reihen, gegliedert durch korinthische Pilaster. Im unteren Teil befindet sich das zentrale Portal, flankiert von Säulen und seitlich je einem kleineren Portal. In der oberen Reihe in der Mitte befindet sich ein balustradenverziertes Fenster zwischen Säulen, auf denen ein geschwungener Giebel ruht.
An den Seiten befinden sich Nischen mit Statuen des heiligen Hieronymus und des heiligen Gregor des Großen. Das Innere mit drei Kirchenschiffen und Gewölbedecke verfügt über einen großen zentralen Saal, flankiert von begehbaren Kapellen. Im Hauptschiff, an der Decke, in der Kuppel und im Chor befinden sich Fresken von Pietro da Cortona.
Der Altar ist mit dem Meisterwerk von Rubens “Engel in Verehrung der Madonna” (1608) geschmückt, einem Gemälde, das ein altes Bild der Jungfrau mit Kind bedeckt; ebenfalls von Rubens sind die beiden Seitenbilder darstellend die “Hl. Gregor den Großen, Mauro und Papia” sowie die “Hl. Domitilla, Nereo und Achilleo” (1608).
Links vom Presbyterium befindet sich die Kapelle des heiligen Filippo Neri, reich verziert mit edlen Marmorarten, Hartgestein und Perlmutt. Im Sakristei, errichtet 1629, finden sich weitere Werke von Pietro da Cortona, Alessandro Algardi, Guido Reni, Guercino.

