W miejscu, gdzie obecnie stoi kościół, znajdowała się niegdyś antyczna świątynia usytuowana na wysokim podium, do której wchodziło się od strony via Sacra po stromych, wysokich schodach. Zbudował ją w 141 roku cesarz Antonin Pius dla swej, włączonej w poczet bogów, żony – Faustyny Starszej. Po śmierci cesarza senat poświęcił ją również jemu. Potwierdza to umieszczony na belkowaniu przedsionka napis: „Divo Antonio et Divae Faustinae ex S[enatus] C[onsulto]”. Zachowane do dziś korynckie kolumny prowadziły do celli, w której znajdowało się sanktuarium ubóstwionej pary.

Świątynię zamknięto w czasach cesarza Teodozjusza Wielkiego, gdy oficjalnie zabroniono czcić pogańskich bogów, i przez stulecia niszczała aż do VII albo VIII wieku, gdy cellę wykorzystano dla kultu św. Wawrzyńca. Zrodzona w międzyczasie legenda głosiła bowiem, że to tu święty diakon miał zostać skazany na śmierć.

Dokumenty dotyczące kościoła pochodzą dopiero z wieku XI i donoszą o powstaniu w tym miejscu klasztoru. Z nim łączy się najprawdopodobniej nazwa kościoła (in Miranda), którą badacze wiążą z imieniem dobrodziejki tegoż klasztoru, być może też jego fundatorki – bliżej nieznanej Mirandy. W XV wieku rozebrano część celli, a sam kościół papież Marcin V przekazał pod opiekę cechu odpowiedzialnego za wyrób i dozór lekarstw i zdrowotnych preparatów ziołowych. I tak pozostało do dziś, gdyż przybytek ten należy do Kolegium Chemików i Farmaceutów (Collegio Chimico Farmaceutico). Na parterze świątyni działa obecnie muzeum farmacji.

Kolejny rozdział w dziejach kościoła zapisany został sto lat później, w 1536 roku, gdy Wieczne Miasto odwiedził cesarz Karol V. Zburzono wówczas narosłe przez stulecia dobudówki i odsłonięto na nowo sześć antycznych kolumn przedsionka. Ale dopiero na samym początku XVII wieku dokonano do dziś widocznych zmian. Wzniesiono nową fasadę, pozostawiając jednak antyczne elementy.

W okresie rządów Benito Mussoliniego, aktywnie podchodzącego do problemu porządkowania istniejących w Rzymie forów, kościół niemalże padł ofiarą żywego w latach trzydziestych XX wieku dążenia do oczyszczania rzymskich ruin z późniejszych, katolickich naleciałości – zamierzano go nawet zburzyć. Wnętrze kościoła jest skromne, jak na rzymskie warunki wręcz powściągliwe, choć niepozbawione pewnej tendencji do dekoracyjności, szczególnie w partii belkowania. Dodatkowym elementem zdobniczym są stiuki i freski. Kościół ma jedną, zwieńczoną sklepieniem kolebkowym nawę, do której otwierają się po każdej stronie trzy kaplice.

Wnętrze kryje kilka znaczących dzieł sztuki. Zapewne najcenniejszym jest obraz ołtarza głównego autorstwa Pietro da Cortony ukazujący męczeństwo św. Wawrzyńca (1646).

Najważniejsze obiekty znajdujące się we wnętrzu kościoła (stojąc tyłem do Forum Romanum):

• Kaplica (pierwsza po lewej). W jej ołtarzu głównym znajduje się dzieło wybitnego barokowego malarza, Domenichina, Madonna ze świętymi Filipem i Jakubem (1627), w barokowej oprawie z dwoma podtrzymującymi belkowanie atlantami. Niestety, jest on częściowo zniszczony przez złą konserwację. 

• Druga kaplica po lewej. Tu pojawi się powtórnie św. Wawrzyniec. Obraz Męczeństwo św. Wawrzyńca powstał w XVI stuleciu i przypisywany jest nieznanemu flamandzkiemu artyście – być może temu samemu, który namalował znajdujące się w kościele Męczeństwo św. Jana Chrzciciela. I o ile sama scena nie uderza oryginalnością i jakością wykonania, interesujący wydaje się element tła obrazu – pozostałości bazyliki Maksencjusza z Forum Romanum. Zaskakujące jest to, że malarz pragnąc przenieść nas w antyczne czasy III wieku, ukazał oblicze Forum z czasów jemu współczesnych.
• Trzecia kaplica po lewej. Warto zwrócić uwagę na Wniebowzięcie Marii, manierystyczny obraz z około 1600 roku, a także na XVIII-wieczne freski w tondach ukazujące sceny z życia Marii i jej Koronację.
• Trzecia kaplica po prawej: Zwiastowanie, namalowane przez ucznia Domenichina – Alessandro Fortunę.
• Druga kaplica po prawej: Męczeństwo św. Jana Chrzciciela, obraz z początku XVII wieku, najprawdopodobniej flamandzkiej proweniencji. 
• Pierwsza kaplica po prawej: Ukrzyżowanie ze św. Franciszkiem – obraz nieznanego caravaggionisty z XVII wieku.

Ponieważ kościół nie jest dostępny dla zwiedzających, panuje w nim trochę surrealistyczna atmosfera. Tchnie ciszą i pustką, które bezustannie zagłuszane są gwarem turystów zwiedzających rozciągające się u jego podnóża Forum Romanum. Gdy zapragnie się na nich spojrzeć, wystarczy wychylić się z pierwotnych wrót świątyni ulokowanych obecnie kilka metrów nad ziemią. Schody znajdujące się u podstawy budowli donikąd nie prowadzą, nie ma więc obawy, że tłum wedrze się do jej wnętrza. Z tego miejsca podziwiać można też pozostałości Forum Romanum w całej krasie. Należy jednak przyznać, że zarówno wejście do kościoła, jak i dostąpienie otwarcia drzwi na Forum to nie lada gratka i wymaga pewnego zachodu.

Do kościoła można spróbować wejść w każdy czwartek między 10.00 a 13.00. Wchodzi się od strony via del Miranda 10 przez lokale biurowe rezydującego tu Towarzystwa Farmaceutów, które opiekuje się tym przybytkiem.