Den første kirke på stedet stod her måske allerede i det 4.århundrede, men vi har ikke sikre udsagn om det. Derimod ved man, at Pave Vigilius i perioden 535-545 indviede et alter viet til helgenerne Lorenzo og Stefano i kirken på dette sted.

Den gamle kirke var orienteret modsat nutidens, idet apsis lå ud mod Forum-dalen, mens indgangen skete fra Subura-kvarteret bagved. Man kan komme ned til udgravningerne af den gamle kirke gennem en korridor i højre side af kirken.