La anterior basílica, dedicada al papa Clemente I fue destruida por las tropas normandas y no fue hasta el siglo XIX cuando se descubrió que la actual basílica se construyó sobre las ruinas de la anterior, que databa de la época romana.
La antigua iglesia fue el hogar del cónsul y mártir romano Tito Flavio Clemente y Los cristianos de la época utilizaban el templo para sus reuniones clandestinas, cuando los dioses romanos aún regían el antiguo imperio.
Dentro de las investigaciones que se han llevado a cabo desde el descubrimiento de la primera iglesia se encuentra el estudio de los frescos que la adornaban. Estas pinturas tienen un gran valor histórico, ya que se encuentran en la lengua vernácula en Italia, siendo los primeros documentos que contienen esta lengua. Entre el latín y el actual italiano se encuentra la lengua vernácula, que sirvió como transición entre ambas lenguas.
Uno de los frescos que más ha llamado la atención a los historiadores ha sido uno en el que se encuentra la historia de Sisino y Clemente I. La antigua historia cuenta como la mujer de Sisino, Teodora, fue una de las primeras personas que se conviertieron al cristianismo en Italia, siendo esto motivo de desaprobación de su marido, quien la sigue hasta la casa de Clemente I, donde la mujer había acudido para rezar. Al descubirir a su mujer convertida al cristianimo, Sisino lucha con Clemente I, y gracias a una intervención divina Sisino queda sordo y ciego, y más tarde convertido en columna de piedra. Clemente I decide dar órdenes a sus discípulos para que muevan la gran columna. Según el medio italiano Il Fonendoscopio. Dentro de estas órdenes se encontraría escrito explícitamente la frase "Fili dele pute traite", que significa, “Tirad hijos de puta”.