La chiesa di Santa Maria della Vittoria risale al 1607, quando i padri Carmelitani Scalzi edificarono una piccola cappella e poi una nuova chiesa tra il 1608 e il 1620, dedicata a San Paolo, sotto la direzione dell'architetto Carlo Maderno.

La chiesa fu rinominata "Santa Maria della Vittoria" in occasione della battaglia della Montagna Bianca (presso Praga) nella Guerra dei Trent'anni, che salvò la città di Praga dall'assalto delle truppe luterane nel 1620. La leggenda narra che, quando ormai l'esercito imperiale era allo stremo delle forze, il cappellano militare Padre Domenico di Gesù e Maria nello scontro con il nemico portava con sé un'immagine rappresentante "Maria in adorazione del Bambino". L'icona si illuminò e dei raggi di luce abbagliarono gli avversari, costringendoli alla fuga.

Nel 1622 l'icona miracolosa fu solennemente trasportata a Roma e custodita nella chiesa, che da allora si chiama Santa Maria della Vittoria. In un incendio nel 1833 l'icona venne distrutta e successivamente sostituita con una copia del 1600 presente nell'oratorio annesso alla chiesa.

L'interno della chiesa è a navata unica. Gli affreschi della volta e della cupola furono eseguiti dal pittore Giandomenico Cerrini: sulla volta si trova il Trionfo della Vergine Maria sulle eresie, mentre nella cupola l'Assunzione della Vergine. Nell'abside fu poi posto il dipinto raffigurante il trionfo dei cattolici contro i luterani, eseguito da Giandomenico Cerrini.

Ai lati del transetto si aprono due cappelle: a sinistra la Cappella Cornaro, dedicata a Santa Teresa d'Avila, con il celebre gruppo scultoreo del Bernini; a destra la Cappella Capocaccia, dedicata a San Giuseppe e preziosamente ornata da una pala d'altare opera del Domenichino.

La Cappella Cornaro costituisce uno dei capolavori del Barocco a Roma. Le due figure in marmo di Santa Teresa e dell'Angelo sono circondate da raggi di luce divina materializzati in bronzo che riverberano la luce naturale e riflettono a loro volta la scena, illuminata dall'alto. La scultura rappresenta l'estasi della santa per l'amore di Dio mentre l'angelo sta per trafiggerle il cuore con la freccia. Sulla sommità dell'arco, due angeli portano un cartiglio con scritte le parole che Gesù dice a Santa Teresa: "Se non avessi creato il cielo, lo creerei solo per te".

La facciata della chiesa fu costruita in travertino nel 1626 su disegno di Giambattista Soria, a spese del cardinale Scipione Borghese in cambio della statua dell'Ermafrodito dormiente, rinvenuta nel 1608 durante gli scavi delle fondamenta della chiesa e oggi esposta al Louvre.