Questo santuario venne abbattuto nel 1820, si trovava parallelo all’omonimo Rio, nel sestiere di castello.
Nella Cronaca Veneziana Andrea Dandolo cita la chiesa e la pone in origine in dedicazione ai santi Alessio e Liberale. Solo in un secondo tempo, dopo il trasferimento delle spoglie da Costantinopoli a Venezia, venne intitolata a Santa Marina.
Al suo interno si venerava appunto il corpo incorrotto di Santa Marina. La santa visse nel V secolo i Siria nel monastero di Kanoubin. Le testimonianze documentali ci indicano che la chiesa primitiva venne costruita attorno al 1030, per volere della famiglia Balbi.
Del 1663 sono i lavori di intervento nella sagrestia, lavori sulla struttura invece sono datati nel 1754 e nel 1802. Al suo interno la chiesa ospitava ben sette altari e vari monumenti funebri di personaggi illustri veneziani.