Det
                menes at kirken er grundlagt af pave Damasus (366-384) som en af
                de første sognekirker i Rom. Kirken blev efter en ombygning
                viet til San Lorenzo.
                San
                Lorenzo, på dansk Sankt Laurentius, en af de gejstlige i den
                nye kristne romerske kirke, blev offer for forfølgelserne i
                258. I begyndelse af august 258 beordredes en af tidens
                systematiske og organiserede kristenforfølgelser, denne gang
                skulle alle biskopper, præster og andre gejstlige henrettes.
                
                Den 6 august henrettedes pave Sixtus II; 4 dage senere led
                Lorenzo martyrdøden på en rødglødende rist og blev begravet
                i Cyriaca-katakomberne in agro Verano, lige uden for Roms østlige mur.
                San Lorenzos jordiske rester ligger i koret af kirken San
                Lorenzo fuori le Mura.
                San
                Lorenzo in Damaso blev senere ombygget af Bramante i 2. halvdel
                af det 15. århundrede. I forbindelse med konstruktionen af
                Palazzo della Cancelleria fra 1483 til 1511 til kardinal Rafaele
                Riario, omsluttedes kirken helt af paladset, der fik sine
                genbrugsmaterialer fra Colosseum, Villa dei Gordiani og andre
                monumenter. Under kardinalens ophold i Avignon beboedes Palazzo
                della Cancelleria af St. Birgitta af Sverige.
                Palazzoet
                er et fornemt eksempel på den tidlige renæssances selvsikre
                arkitektur.
                Under
                franskmændenes okkupation af Rom i 1798 blev kirken anvendt som
                hestestald.*Siden det 19. århundrede er paladset
                ekstraterritorialt område af 
                Vatikanet og rummer pavens kancelli, heraf navnet
                Cancelleria. Det er nu sæde for 3 af Vatikanets tribunaler.
                I 1939 blev kirken svært
                beskadiget af brand, loftet faldt ned, 
                men er siden restaureret, dog ikke tilbageført til dens
                oprindelige stand.
                Under
                højalteret, som Bernini lavede i 1640, findes pave San Damasos
                grav.