La costruzione dell'edificio risale al XIV secolo, quando gli agostiniani decisero di costruire una nuova chiesa ed il loro convento e di dedicarla al santo ispiratore dell’ordine. La chiesa, ultilamta nel 1420, risultò troppo piccola e poco protetta dalle piene del Tevere cosicché verso la fine del XV venne ampliata e ricostruita. La chieva venne infatti edificata in una posizione sopraelevata grazie ad una imponente scalinata d’accesso opera di Giacomo da Pietrasanta e Sebastiano da Firenze. 

La maestosa e imponente facciata della basilica, ispirata alla Chiesa di Santa Maria Novella di Firenze, fu realizzata con blocchi di travertino provenienti dal Colosseo nel 1483 da Jacopo da Pietrasanta. La chiesa al suo interno srprende e meraviglia i visitatori pe rle numerose opere di particolare rilievo storico-artistico.

Sulla destra dell’ingresso principiale troviamo la celebre Madonna del Parto scolpita in un unico blocco di marmo da Jacopo Tatti, detto il Sansovino,  tra il 1516 e il 1521, tra le più venerate madonne romane e protettrice delle partorienti.

Di Andrea Sansovino è, nella navata centrale, il gruppo marmoreo “Sant’Anna che riunisce in un unico abbraccio la Vergine Maria ed il Bambino” facente parte di un ciclo di 12 storie della vita della Vergine.

Capolavoro indiscusso è la Madonna dei Pellegrini di Caravaggio. La tela fu commissionata a inizio Seicento dal notaio bolognese Ermete Cavalletti e donata alla Chiesa dal pittore come ringraziamento L’opera venne donata alla Chiesa dall’autore come ringraziamento per l’asilo concesso al pittore quando vi si rifugiò per fuggire all’arresto dopo aver ferito, nella vicina Piazza Navona, per vicende amorose un notaio. La donna in questione era Lena, colei che diede il proprio volto alla Madonna qui ritratta mentre si affaccia sulla soglia di casa e riceve due anziani. Il messaggio di quest’opera è proprio della spiritualità agostiniana. “Il movimento verso Dio”

Nella chiesa è presente un altro capolavoro; l’affresco del Profeta Isaia realizzato da Raffaello nel 1512. “Isaia annuncia la nascita del Messia e reca in un cartiglio scritto in lingua ebraica l’invito ad entrare nella famiglia di Cristo: la Chiesa”.  

L’altare maggiore, progettato dal Bernini nel 1627 e realizzato da Orazio Torriani sopra il quale è collocata l’icona bizantina raffigurante la “Vergine con Bambino” proveniente dalla chiesa di Santa Sofia a Costantinopoli.

A sinistra dell'altare troviamo la Cappella di Santa Monica, le spoglie della madre di Agostino giunsero qui per volere di Papa Martino V nel XV secolo.

La cappella dedicata ai Santi Agostino e Guglielmo, uno dei capolavori di Lanfranco con all’interno il ciclo pittorico con San Guglielmo curato dalla Vergine, Sant’Agostino medita sulla Santa Trinità e, sull’altare, l’Incoronazione della Vergine con i Santi Agostino e Guglielmo.

A destra, vi è la Cappella di Sant’Agostino che ospita l’opera del Guercino Sant’Agostino tra San Giovanni Battista e San Paolo Eremita e, ai lati, due opere di Giovanni Lanfranco in cui si riconosce il santo che lava i piedi al Redentore e mentre sconfigge le eresie.

Le pareti e la volta della navata centrale accolgono un ciclo di affreschi realizzato fra il 1858 ed il 1868 da Pietro Gagliardi, gli affreschi dedicati alla Vergine rappresentano dodici Storie della Vita della Vergine,  e, tra i grandi finestroni, sei celebri eroine del Vecchio Testamento, Rebecca, Ruth, Giaele, Giuditta, Abgail ed Ester.