A guidare il padre passionista nell’esplorazione dei sotterranei della basilica fu la passio dei martiri Giovanni e Paolo, racconto agiografico del martirio subito dai due fratelli, ufficiali della corte costantiniana, sepolti nella loro casa sul Celio all’epoca dell’imperatore Giuliano l’Apostata (361-363 d.C.).

Nuove indagini archeologiche furono condotte tra il 1913 ed il 1914 dal padre passionista Lamberto e nel 1951 gli interventi dell’architetto Prandi portarono alla riscoperta dell’intero complesso archeologico. Nel 2002 i nuovi interventi di recupero, realizzati dal Fondo Edifici di Culto del Ministero dell’Interno in collaborazione con il Ministero per i Beni e le Attività Culturali, la Soprintendenza Archeologica di Roma, la Soprintendenza per il Polo Museale romano e l’Istituto Centrale del Restauro, hanno aperto il sito al pubblico con il nuovo percorso.

Gli ambienti visitabili sono il risultato di una serie di trasformazioni e di stratificazioni edilizie avvenute tra il II e la fine del IV d.C. che si concludono con la costruzione della sovrastante basilica. Nota come il Titulus Pammachi, la basilica fu eretta tra la fine del IV e l’inizio del V sec. d.C. dal senatore Pammachio, ultimo proprietario della domus dei Ss. Giovanni e Paolo.