Nel 1653 Innocenzo X commissionò a Girolamo Rainaldi e suo figlio Carlo la costruzione della chiesa di Sant’Agnese, accanto al palazzo di famiglia in piazza Navona.
Padre e figlio progettarono una croce greca con corti bracci e pilastri tagliati sulla diagonale cui sono addossate le colonne. Le critiche al progetto non si fecero attendere e Innocenzo X sostituì il Rinaldi con Francesco Borromini al quale fu affidato il compito di completare l’edificio già costruito fino all’altezza del primo piano.
Il Borromini riuscì comunque ad apportare alcune decisive modifiche. All’interno spostò in avanti, nello spazio verso i bracci della croce, le colonne appoggiate ai pilastri. Il cambiamento fu radicale grazie al ritmo del susseguirsi di intervalli della stessa ampiezza. La croce venne trasformata in ottagonale. L’architetto sottolineò ulteriormente il titmo mantenendo la chiesa sulla tonalità del bianco, al quale contrappose in evidente contrasto le colonne di marmo rosso. Il cornicione aggettante sopra le colonne imprime allo spazio interno un forte andamento verticale.
Il Borromini disegnò anche il tamburo più alto rispetto a quello progettato in origine; tale movimento venne completato tramite la forte curvatura della cupola. Rinunciò tra l’altro al portico verso la piazza previsto dal Rainaldi schiacciando la facciata verso il corpo dell’edificio. Contemporanemente riuscì a lasciare libera la cupola centrale e a sopraelevarla, accollando gli alti campanili agli edifici adiacenti permettendo in questo modo alla facciata della chiesa di estendersi tra di essi.
Il Borromini con la chiesa di Sant’Agnese ottenne quell’omogeneità di corpo centrale con torri e cupola ambita dal Bramante e da Michelangelo.
A causa dei contrasti sorti con Innocenzo X e, dopo la morte dello stesso, al Borromini verrà tolto l’incarico del completamento.
All’interno della chiesa è presente il rilievo marmoreo della Lapidazione di Santa Emerenziana concepito come pendant per l’altare laterale destro opera di Ercole Ferrata e la statua marmorea del Martirio di San’Agnese sempre del Ferrata.
Il rilievo marmoreo della Morte di Santa Cecilia sull’altare laterale sinistro è opera invece di Antonio Raggi definito il “Bernini della seconda generazione” e allievo di Alessandro Algardi.