Nach dem Edikt von Mailand im Jahr 313, mit dem den Christen die Freiheit der Religionsausübung gewährt wurde, beschloss Kaiser Konstantin, der neu entstehenden Kirche zwei Basiliken zu schenken, die auf den Gräbern von Petrus und Paulus errichtet wurden.
Im 5. Jahrhundert sahen sich die drei damals herrschenden Kaiser Theodosius, Valentinian II. und Arcadius angesichts des ständigen Zustroms von Pilgern zum Grab und der begrenzten Größe des ursprünglichen Gebäudes der Paulus-Basilika gezwungen, ein größeres Gebäude zu errichten und seine Ausrichtung nach Westen zu ändern.
Erst 1854 wurde die heutige monumentale Basilika von Papst Pius IX. eingeweiht. In ihrem Inneren wird noch immer die Kette aufbewahrt, mit der der Apostel Paulus der Überlieferung nach an den römischen Soldaten gefesselt war, der ihn bewachte, während er auf seinen Prozess wartete.