Fu eretta nel Medioevo probabilmente nel luogo in cui sorgeva la casa di papa Gregorio I, dove il santo aveva istituito un oratorio dedicato a Sant'Andrea.
La costruzione fu in seguito abbandonata, ma fra il 1500 e il 1700 venne costruita la chiesa attuale dedicata appunto a San Gregorio.
Nel portico della chiesa fu sepolta nel 1511 la cortigiana Imperia (vedi "Curiosità - donne - donne curiali") per volontà del banchiere Agostino Chigi, suo amante, con una lapide elogiativa.
In seguito la lapide fu tolta e sostituita con quella di Lelio Guidiccioni, un canonico del '600.
All'interno, in fondo alla navata destra si trova l'altare di San Gregorio e un palliotto con tre bassorilievi raffiguranti Le 30 messe di San Gregorio, risalente al 1400.
A destra la Stanza di San Gregorio con trono marmoreo e la Cappella Salviati, realizzata su disegno di Francesco da Volterra e completata da Carlo Maderno.
Trono di San Gregorio

A sinistra della chiesa, in uno slargo, sorgono i tre oratori seicenteschi voluti dal card. Cesare Baronio in memoria del monastero originale.
Quello al centro è dedicato a Sant'Andrea e contiene affreschi del Domenichino, del Pomarancio e di Guido Reni.
Quello a destra è dedicato a Santa Silvia, madre di Gregorio, mentre l'oratorio a destra è dedicato a Santa Barbara e contiene la tavola dove la tradizione vuole che Gregorio invitasse 12 poveri a cui Gregorio stesso serviva il pranzo.