L'edificio originario di epoca paleocristiana, fu il primo della città ad essere dedicato alla Vergine Maria, per volontà del vescovo di Napoli Pomponio, per contrastare il culto della dea pagana Diana, di cui nello stesso luogo, sorgeva in precedenza un tempio.
Sorge dinanzi alla cappella dei Pontano e alla chiesa dell'Arciconfraternita del Cappuccio alla Pietrasanta ed è più arretrata rispetto al livello della strada.
Il campanile, in laterizio, è in stile romanico e risale all'XI secolo; si tratta di una delle più antiche torri campanarie d'Italia e conserva numerosi elementi architettonici e iscrizioni di epoca romana, in marmo, rilavorati e riutilizzati come blocchi da costruzione, in particolare alla base della struttura.
La sua caratteristica è l’arco che oggi appare più basso a causa del livello dell’asfalto che si è alzato nel corso dei secoli. Proprio sul Campanile si possono notare alcune piccole sculture in marmo, rinvenute durante gli scavi sul tempio di Diana, che rappresentano teste di suino.
L'attuale edificio fu eretto su progetto di Cosimo Fanzago, tra il 1653 e il 1678 che lo realizzò in stile barocco. Altri restauri vennero effettuati tra il XVIII e il XIX secolo, a cui si aggiunsero quelli terminati nel 1976 per rimediare ai danni subiti dalla struttura durante la Seconda Guerra Mondiale.
La chiesa venne detta anche “della Pietrasanta” perché al suo interno era custodita una pietra che, secondo la tradizione, una volta baciata dava l’indulgenza.