Ifølge traditionen indrettede man omkring år 145 et privat termeanlæg i den kristne senator Pudens' hus. Traditionen fortæller, at det var en af senatorens sønner, som lod det anlægge og at det fik navn herefter og kaldtes Novatus' Termer ("Thermae Novatianae"). Huset lå ved gaden Vicus Patricius blandt mange andre rigmandsvillaer og private badeanstalter, såsom Olympiades' Termer.

I Via Urbana har man faktisk fundet rester af et romersk hus fra sidste halvdel af det første århundrede efter Kristus, hvori der på et senere tidspunkt (i første halvdel af det 2.århundrede) var indrettet et lille termeanlæg, under Kirken Santa Pudenziana, som fortælles at være indrettet i et af termerummene og senere udvidet og ombygget derover.

Resterne af huset og termeanlægget kan ses under Kirken, hvis man går gennem en dør i venstre side af Cappella Caetani, hvor en trappe fører ned til krypten og videre ned til ruinerne, der ligger 9 meter under Kirkens gulv.

Her ligger resterne af det gamle hus og de fundamenter, der blev lavet, da man byggede termebygningen ovenpå huset, der i sin tidligste form stammer tilbage til det 2.århundrede før Kristus.

Omkring år 139 efter Kristus blev niveau'et i Vicus Patricius hævet og det gamle hus, som nu lå under niveau, blev udvidet med en ny etage og nogle af de gamle rum og mure kom således til at udgøre fundamentet til det nye badeanlæg.

Termeanlægget ligger ca. 1,5 meter under det nuværende kirkegulv og hviler til dels på nogle 16 meter lange støttemure, der er 4 meter brede og 7 meter høje og bærer gulvet. Til venstre og midt i den nuværende Kirke lå en stor badehal og her var gulvet dækket med mosaiksten, som for en del stadig kan ses, her er også rester af forskellige vandbassiner og kar. I selve Kirken kan man også se rester af termebygningen, de store vinduer på sidebalkonerne og de 12 søjler mellem skibene stammer fra termeanlægget.

Badeanlægget bestod af 2 sale, en stor rektangulær sal med en korridor hele vejen rundt, den svarer til kirkerummet idag, og en mindre, også rektangulær, sal som fungerede som indgangsrum, den svarer omtrent til det nuværende Cappella Caetani i kirkens venstre langside. Anlægget har altså været lidt anderledes orienteret end idag, hvor indgangen sker fra bygningens korte side mod Via Urbana.

Rummene havde hvælvede lofter udført i en cementblanding. De 6 buer hvilede på pilastrer (flade murpiller). For hver ende lå der en halvcirkelformet karnap, det er den ene af disse, som senere kom til at fungere som den nuværende Kirkes apsis, for det er i disse rum, at Kirken er indrettet.

Bagved Kirken kan man ude fra Via Cesare Balbo se det gamle murværk, som der også er spor af på Kirkens indervægge, ligesom man kan se de originale tilmurede vinduer.

Af korridoren, som gik hele vejen rundt om badehallen, findes der et stykke næsten intakt bagved vestsiden af Kirkens apsis. Her kan man også se det antikke murværk, dele af gulvbelægningen og loftshvælvene. De dele af korridoren, som lå ved rummets langsider, er idag omdannet til Kirkens sideskib og kapeller. Igen er det vestsiden, som man stadig kan finde spor af, mens østsiden er helt ændret.

Allerede i senator Pudens' tid, hvor Apostlen Peter boede i huset, var der en lille huskirke i et af villaens mange rum, men senere, i midten af det 2.århundrede efter Kristus begyndte man at indrette termeanlægget til kirke. Først inddrog man badehallens indgangsrum (det nuværende Cappella Caetani) og indrettede det til et kapel, som blev indviet af Pave Pius I (140-155), der gav det navnet "Oratorio di San Pastore". Senere, i slutningen af det 4. eller begyndelsen af det 5.århundrede (måske i årene 401-417), tog man fat på den store badehal, hvor man anlagde en ny indgang mod Vicus Patricius, så orienteringen blev vendt 90 grader.

Omkring termeanlægget's navn, Thermae Novatianae eller Termae Novati, på italiensk Terme di Novato, hersker der nogen usikkerhed. Ifølge den sene legende fra det 6.århundrede fik anlægget navn efter bygherren, nemlig senator Pudens' søn Novatus. Men ifølge nogle forskere er det slet ikke sikkert, at Pudens havde en søn ved navn Novatus, hvorimod han havde en ved navn Timotheus og kilderne omtaler også et termeanlæg ved navn Thermae Timotheanae, men om det drejer sig om dette anlæg eller et andet, vides ikke med sikkerhed. At dette anlæg i hvert fald på et tidspunkt fik navnet Thermae Novatianae, kan derimod skyldes, at Modpave Novatian og hans tilhængere i årene 251-258 brugte stedet og det tilknyttede kapel til mødested.

Desværre er udgravningerne normalt ikke åbne for besøgende.