La basilica paleocristiana fu edificata nell’VIII secolo per celebrare la vittoria dei Napoletani sui Saraceni.
Fu costruita sui ruderi dell’antico tempio dei Dioscuri all’interno del foro greco-romano.
Nel 1538, la chiesa fu affidata ai Chierici Regolari Teatini con il loro fondatore San Gaetano Thiene, da cui prende appunto nome la piazza in cui si trova. Dal 1583, ebbero inizio alcune trasformazioni del transetto, dell’abside e la nuova navata ad opera di Francesco Grimaldi.
La chiesa, inizialmente ad unica navata, dal 1626 fu trasformata ed ampliato grazie all’opera di Giovan Giacomo di Conforto, che aggiunse le due navate minori e le cappelle laterali.
La facciata fu modificata una seconda volta, nella seconda metà del Settecento. Ai lati sono presenti in due nicchie le statue dei Santi Pietro e Paolo.
Nella navata destra, la cappella di San Gaetano su disegno di Francesco Solimena nel XVIII secolo da lui affrescata.
Nella volta della navata centrale, si conserva in stato frammentario uno stupendo ciclo di affreschi tra i più importanti di Massimo Stanzione del 1644, gravemente danneggiati durante i bombardamenti del 1942, raffiguranti le gesta degli apostoli Pietro e Paolo.