Църквата е част от по-голям археологически комплекс.

Зад апсидата се намират част от някогашна римска улица със запазена канализация, основите на една голяма трикорабна базилика, вероятно обществена сграда и на по-малки сгради.

Едната от сградите има римска отоплителна система „хипокауст“.

 Плочките, повдигащи пода могат да се видят и днес.

 Специалистите я определят като една от най-красивите постройки в т.нар. „Константинов квартал“ на Сердика-Средец, където е бил дворецът на император Константин Велики.

 Първоначалното предназначение на сграда е предмет на различни хипотези и не е напълно изяснено.

 Богдан Филов предполага, че тя първоначално е баня, смятайки инсталациите под пода за хипокауст, но по-късно е установено, че те са с вентилационно предназначение.

Основните съвременни хипотези са, че сградата е строена като мавзолей или мартирион или като церемониална зала. 

Тя е превърната в църква през VI век.

По-късно тук са се съхранявали светите мощи на небесния покровител на България – свети Иван Рилски и според преданието са излекували византийския император Мануил Комнин.

 Мощите са заграбени от унгарците в 1183 г., по времето на крал Бела III, когато съюзените войски на сърби и маджари нахлуват в Средец, разрушават и разграбват града.

След кратко пребиваване в столицата Естергом, където католическият епископ онемял, след като се отнесъл непристойно с тях, те са върнати в България през 1187 г.

 Мощите на светеца са почивали тук още веднъж, когато са били тържествено пренасяни от Търновград към Рилския манастир в 1469 г.

Първоначално тук е погребан и сръбският крал-светец Стефан Милутин, чиито мощи по-късно са пренесени в църквата Свети крал (днешната катедрала „Света Неделя“).