La chiesa odierna, il cui primo nucleo risale al IV secolo, fu eretta dopo il 1000 nelle vicinanze di un famoso convento benedettino. Secondo alcuni studiosi, questo convento avrebbe ospitato anche Graziano, l'autore del famosissimo Decretum: certamente fu centro di aggregazione della prima Università oltre che di spiritualità.
Tra il secolo XIV e il XV l’edificio ricevette una struttura gotica, oggi evidente solo nella facciata. Nel Cinquecento, l’interno fu trasformato dagli architetti Antonio Morandi detto "il Terribilia" e Domenico Tibaldi. Ulteriori modifiche si ebbero nel Settecento, ad opera di Carlo Francesco Dotti. Meritevoli di attenzione nelle cappelle varie opere d'arte e l'arca di S. Procolo, di epoca tardo-romana.
Nell’ ex convento annesso alla chiesa c’è oggi l’Istituto di Maternità e Infanzia e sulla porta c’è ancora lo stemma della Repubblica Francese (1796). Sono qui notevoli i chiostri e i saloni del XVI e XVII secolo.

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