La chiesa è legata a Malta perché, secondo la tradizione, quando San Paolo naufragò sull’isola durante il suo viaggio verso Roma fu accolto molto bene dai suoi abitanti, tanto da esserne ora il patrono.
La chiesa, eretta nel V secolo, si trova nel quartiere ardeatino e sorge sul luogo dove Paolo subì il martirio per decapitazione.

La chiesa si trova all’interno del complesso abbaziale delle Tre Fontane. Sulla facciata, sopra il portale d’ingresso, è posta una targa che recita: “S.PAULI APOSTOLI MARTYRII LOCUS UBI TRES FONTES MIRABILITER ERUPERUNT”, il cui significato è: “luogo del martirio di San Paolo apostolo dove tre fonti sgorgarono miracolosamente”. Sopra il timpano sono collocate due statue dedicate ai santi Pietro e Paolo, opere di Nicolas Cordier (1567-1612) detto "il Franciosino", e lo stemma degli Aldobrandini.

La chiesa fu realizzata dall’architetto Giacomo Della Porta (1532-1602) nel 1599, su committenza del cardinale Pietro Aldobrandini. È molto semplice, a una navata, lungo la quale tre nicchie ospitano tre fontane (da cui l’acqua non sgorga più, già dal 1950), quelle che secondo la tradizione sarebbero sgorgate nei tre punti in cui rimbalzò la testa di San Paolo dopo essere stata tagliata.

Il bellissimo mosaico romano policromo, posto sul pavimento della navata, risale al II secolo a.C. Il mosaico proviene da Ostia antica e fu donato da papa Pio IX nel 1867, in occasione del restauro della chiesa. Nei riquadri sono raffigurate le personificazioni delle Quattro Stagioni.