All'inizio di via Porta S. Sebastiano si trova questa piccola chiesa, detta anche "in Palatio", insiediatasi probabilmente a partire dall'VII secolo sopra un aula rettangolare di età romana, e che attorno al 1300 era gia abbandonata ed in parziale rovina. Bisognerà attendere il pontificato di Clemente VIII (1592-1605) perchè venisse effettuato un generale ripristino ad opera del cardinale Cesare Baronio, il dottissimo studioso dei primi secoli della chiesa, il quale incaricò il Cavalier d'Arpino di effettuare tutti i lavori necessari, seguendoli assai da vicino, lavori terminati nel 1603. La chiesa al suo interno manifesta infatti un chiaro stile tardomanierista, di cui sono espressione gli affreschi del d'Arpino e i mosaici absidali eseguiti su suoi cartoni, sicchè verrebbe da chiedersi per quale motivo la chiesa sia stata inserita tra quelle medievali di Roma. Ma l'apparenza a questo ambito classificatorio è giustificata dalla presenza di una serie di splendidi arredi cosmateschi che peraltro non sono pertinenti alla chiesa ma provengono dalla basilica di S. Giovanni in Laterano che in quegli stessi anni in cui si effettuavano i lavori in S. Cesareo veniva rinnovata nel transetto.  Il Cardinale Baronio, nello spirito di conservazione a fini storici e devozionali di tutte le possibili testimonianze della chiesa medievale, ne fece trasportare e adattare qui gli arredi che rischiavano altrimenti la dispersione. Il recinto presbiteriale, il pergamo, il paliotto d'altare, la cattedra e altri elementi, chiaramente inadeguati alle ridotte dimensioni dell'ambiente, tutte opere di finissima fattura, prevalentemente del XIII secolo, la cui qualità è meglio spiegata dalla loro provenienza dalla cattedrale di Roma. Si può scendere nel sotterraneo, che corrisponde al livello originario dell'aula romana, e che conserva uno stupendo pavimento musivo in bianco e nero, con scene marine, opera del II secolo d.C.