Nel XIII sec. esisteva una cappella intitolata a Sant’Andrea de Aquaricariis, che custodiva nel portico un’icona della Vergine Maria. Nel 1480, l’immagine sacra, venne presa a pietrate e secondo la tradizione la Vergine iniziò a piangere sangue attirando l’attenzione del popolo e di papa Sisto IV della Rovere, che decise di cambiare la denominazione della cappella Santa Maria della Virtù. Qualche annetto dopo optò per la costruzione di un nuovo edificio intitolato a Santa Maria della Pace, affidando il progetto probabilmente a Baccio Pontelli.
La pianta presenta un corpo ottagonale, con annesso una navata, e lungo il perimetro di tutta la struttura si aprono una serie di cappelle. Importanti nuovi lavori avvennero durante il pontificato di papa Alessandro VII Chigi (1656-1667), che questa volta si affidò a Pietro da Cortona, che realizzò la straordinaria facciata convessa, affiancata da due ali concave. Inoltre si occupò anche di modifiche interne, come la decorazione plastica della cupola e della navata centrale.
Entrando, lungo la navata, si aprono a destra; la Cappella Chigi e la Cappella Cesi. La prima è nota per gli affreschi realizzati da Raffaello Sanzio sull’arco di accesso con le Sibille e Angeli; mentre i Profeti, nella zona superiore, sono di Timoteo Viti.
Lungo il lato sinistro si aprono la Cappella Ponzetti, con affreschi di Baldassare Peruzzi, e la Cappella Magnaelli, con opere di Marcello Venusti e Filippo Lauri.
La tribuna ottagona è circondata da altre cappelle custodenti opere come: Visitazione di Carlo Maratta, Presentazione al Tempio di Baldassarre Peruzzi, Nascita della Vergine di Raffaello Vanni e Transito della Vergine di Giovanni Maria Morandi.
La cappella centrale, dov’è custodita l’icona della Madonna con il Bambino, è la più grande di tutte ed è affiancata a sinistra da una cappella, che custodisce un pregevole crocifisso quattrocentesco ed opere di Passignano e Francesco Albani, mentre a destra la Cappella Olgiati, con opere di Orazio Gentileschi.