Dedicata ai patroni di Roma, è stata costruita tra il 1937 ed il 1941 su progetto di Arnaldo Foschini e Costantino Vetriani, ma ultimata soltanto nel 1952. L'edificio è stato costruito nel luogo dove preesisteva una chiesetta dedicata ai santi apostoli e che era di proprietà dell'arciconfraternita della Santissima Trinità dei Pellegrini. La sua collocazione e il suo aspetto grandioso rientravano nel progetto iniziale dell'Ente Autonomo Esposizione Universale E42 e a questo fine si mirò sia nella struttura architettonica che nelle decorazioni interne, per le quali furono incaricati gli artisti maggiori del tempo.

La cupola, che raggiunge l'altezza di 72 m con un diametro di 28 m, è la terza di Roma, dopo quelle diS. Pietro e S. Giovanni Bosco. Sulla cuspide del lanternino un angelo di bronzo, opera di Carmelo Abate. Ai lati della croce, al centro della facciata, sono due grandi angeli di Federico Papi e nei quattro nicchioni degli avancorpi sono racchiuse sculture di Alessandro Monteleone, Giovanni Prini, Carlo Pini e Venanzo Crocetti. Il portone di bronzo è di Giovanni Prini. Nell'interno i grandi bassorilievi deiquattro evangelisti di Enrico Castelli e Francesco Coccia, i due amboni di bronzo di Duilio Cambellotti, il Crocifisso sull'altar maggiore di Giuseppe Graziosi e gli sportelli bronzei del tabernacolo di Ernesto Vighi. Completano lo sfarzo artistico di questa chiesa le due grandi statue ai lati della scalea d'accesso al piazzale. Quella di S. Pietro è di Domenico Ponzi, quella di S. Paolo di Francesco Nagni.