في العام 258، أصدر الإمبراطور فاليريانو مرسومًا ينصّ على قتل جميع الأساقفة والكهنة والشمامسة. كان من بين هؤلاء أيضًا القديس لورنزو، وهو شمّاس إسباني الأصل، كُرِّست الكنيسة على اسمه حيث ما زالت تحفظ ذخائره.
تشير التقاليد إلى أنّ الاستشهاد حدث فوق موقد مشتعل، في المكان الذي يوجد فيه اليوم المبنى الذي بناه الإمبراطور قسطنطين.
ليس المبنى الحالي سوى اندماج لمبنيين سابقين، أحدهما بني في نهاية القرن السادس والآخر في بداية القرن الثالث عشر. خلال الحرب العالمية الثانية، دمرت الكاتدرائية بالكامل بسبب قصف الحلفاء، ثم أعيد بناؤها فوق الأنقاض. فقدت العديد من اللوحات الجدارية، بينما تمّ جمع بقايا الكنيسة القديمة في المكان الَّذي توجد فيه اليوم مدافن فيرانو.
