Kościół powstał przy trzeciej mili od murów aureliańskich, a wystawiony został na ziemi i za pieniądze Demetrii – wysoko urodzonej damy z rodu Anicia. Wpisany był w kompleks mieszkalny ówczesnej willi właścicielki, a jego poświęcenia dokonał papież Leon I. Kościół remontowali i zabezpieczali kolejni biskupi Rzymu aż do IX wieku, a później wieść o nim przepadła. Odkrył go, a właściwie jego szczątki, dopiero w połowie XIX wieku pewien archeolog amator.

Świątynia ta nie była budowlą małą, miała formę bazyliki i liczyła 36 metrów długości i 21 metrów szerokości. Od wschodu poprzedzał ją kolumnowy narteks. Wnętrze urozmaicały arkady osadzone na ośmiu kolumnach po każdej stronie, oddzielając nawę główną od naw bocznych. Obok absydy znajdowało się pomieszczenie służące zapewne jako baptysterium.

Można z całą pewnością przyjąć, że wezwanie kościoła, powołujące na jego patrona popularnego w tym czasie męczennika, który – ukamienowany – oddał swe życie za wiarę, związane jest z cudownym odnalezieniem jego grobu w 415 roku. Przeniesienie doczesnych szczątków św. Szczepana w 439 roku do wybudowanego w Jerozolimie kościoła zainicjowało też rozpowszechnianie się jego kultu w Europie. Nic dziwnego, że i w Rzymie znalazło się dla niego miejsce.

Resztki kościoła, wraz z pozostałościami antycznych budowli z II wieku n.e., można obecnie zobaczyć we wspomnianym parku archeologicznym, urządzonym w południowo-wschodniej części Rzymu przy via dell’Arco di Travertino, tuż przed skrzyżowaniem z via Appia Nuova. Sama bazylika znajduje się w jego południowo-wschodniej części.