Construido por Sigismondo Pandolfo Malatesta, el gobernante de Rimini de 1432 a 1468, el templo se encuentra en un sitio ocupado por la iglesia de Santa María en Trivio, y desde el siglo 13 en adelante por la Iglesia de San Francisco. Esto fue decorado con pinturas que ahora se han perdido, aparte de una Crucifixión por Giotto, la única obra de este artista en Rimini, que data de principios del siglo XIII. Cerca de la iglesia había un monasterio y un cementerio en el que varios miembros de la familia Malatesta fueron enterrados.

Con el templo, nunca completado en su vida, Sigismondo tuvo éxito en su ambición de reunir las reliquias de su familia en un solo lugar.

El trabajo en el templo comenzó en 1447 con la apertura de dos capillas de sepulcros para Sigismondo y su tercera esposa, Isotta degli Atti. Sigismondo decidió reconstruir la iglesia en su totalidad, confiando el proyecto a Leone Battisti Alberti, quien se inspiró en las tradiciones romanas, como se ve en la fachada y en las paredes laterales, que recuerdan el Arco de Augusto y el Puente de Tiberio. La elegancia del exterior se combinó con una rica decoración interior. Matteo dei Pasti y Agostino di Duccio trabajaron con una sensibilidad casi pictórica en los revestimientos de mármol de las seis capillas laterales.

Las decoraciones se pueden interpretar de muchas maneras, desde la celebración del amor de Sigismondo e Isotta hasta temas filosóficos, pero lo que emerge sobre todo es la personalidad de Sigismondo, vista arrodillada ante San Sigismund en un fresco de Piero. Della Francesca, y también dominante en la representación de Rimini en la Capilla de los Planetas, sobre la cual se encuentra el signo de Cáncer, el signo zodiacal de Sigismondo.