天使與殉教者聖母大殿是建造在昔日戴克里先浴場的廢墟上，相傳此浴場是由殉道的基督徒所建，在古羅馬歷史上為第一大的公共浴場（排名第二的是卡拉卡浴場）。西元1561年由教宗庇護四世下令在浴場的冷水浴室遺址內興建教堂，由米開朗基羅負責設計，1563年動工，完工前高齡89歲的米開朗基羅便辭世了（1475~1564），由他學生杜卡接續建造工程，他本人並未親眼見證教堂的完工。
教堂的面積呈十字架形，教堂的縱長達90.8米，左右兩翼寬27米，二側末端都建有小禮拜堂，總高度為28米；為了要撐起高達28米的巨大教堂，米開朗基羅在屋頂設計了連續性的承重結構序列，整座教堂的天花板皆以弧形線條建構而成，簡單樸實的入口設置在浴室遺址主空間的後部半圓形頂處，到了1749年，范維特利主持了教堂的整修工程，工程的目的在於分散教堂內的空間，而在2006年時，波蘭裔雕刻家Igor Mitoraj為聖堂入口做了新的青銅門及聖若翰洗者雕像。
另外，教堂內部還有一條特別的子午線穿越，以前羅馬就將這條子午線（玫瑰線）訂為本初子午線，當作標準時間的參考。在義大利王國時期（1870年至1946年）升格成為正式的國家教堂，後來義大利國葬都選在此地舉行。
教堂外觀仍然保留了戴克里先浴場的原貌，與其內部的建築風格大相徑庭。
由范維特利設計風格的圓形拱頂與威尼斯水仙大師（Maestro Narciso Quagliata）所設計大件玻璃的建築結合，流動的光影透過上方的玻璃窗花灑向佈道講壇，讓整個空間充滿了神性。
頂部的建築空間序列巧妙的將圓拱型窗銜接起來，加強了巨大屋頂的結構承重力，粉紅色花崗岩支柱直徑厚達1.5公尺，高度14公尺；始於越高越接近天父的宗教意念，羅馬的教堂大多挑高都非常的高，雕像要不十分巨大不然就是安設在較高的位置，人除了在教堂裡顯得十分渺小外，也須以抬頭仰望的角度來瞻仰。
教堂左殿的禮拜堂有台十分巨大的管風琴，右殿前的地板上則是用圍欄保護著的子午線。
教堂頂部皆為圓弧形線條，不得不佩服米開朗基羅建築序列設計的巧妙之處，除此之外，前殿圓形開洞屋頂、巨型濕壁畫與圓頂上的雕塑，在在顯示了基督教教堂的建築細膩之美。
教堂內有一個展廳間，展示一些雕像、建築設計與教堂歷史介紹。
到目前為止也去了不少間教堂，而天使與殉教者聖母大殿最與眾不同的是，它是一間完整結合了新舊建築、藝術、科學、數學與宗教信仰的教堂建築，和諧中又各自獨立，更何況它還是文藝復興巨擎米開朗基羅最後一件的建築作品，顯露出與傳統教堂建築風格不同及獨特的一面。
臉一點都不臭的圓圓 