La zona ove sorge la chiesa di Santa Bibiana fa parte dell’Esquilino, il quindicesimo rione della città di Roma. Nell’antichità erano qui i cosiddetti “orti Liciniani”, cioè i giardini appartenenti all’ imperatore Licinio Ignazio Gallieno (260-268). Si trattava di un grandioso complesso, detto il “palatium Licinii”, con parchi, bagni e costruzioni di vario genere.
In esso, soprattutto durante i periodici soggiorni dello stesso imperatore, veniva accolta l’intera amministrazione dello Stato. Papa San Simplicio (468-483) intitolò nel 468 una chiesa a Santa Bibiana. Essa fu sicuramente edificata su una casa romana compresa tra i resti del menzionato “palatium Licinii. Secondo un’antica tradizione, la Chiesa, invece, sarebbe stata costruita oltre un secolo prima, dalla matrona romana Olimpina, nel 363, come è scritto nel cartiglio sotto l’affresco del Ciampelli, proprio sulla casa paterna della Santa, la “domus ecclesie”, cioè un’abitazione privata con ambienti riservati alle riunioni per il culto, come accadde in altri casi, ad esempio alle chiese di San Clemente e dei Santi Giovanni e Paolo. Questa ipotesi è suffragata anche dai reperti archeologici, rinvenuti nell’area della chiesa stessa. D’altra parte è da tenere presente che il padre di Santa Bibiana, Flaviano, anch’egli poi martirizzato, ricopriva l’incarico di Prefetto e, pertanto, con ogni probabilità, occupava una casa in questa zona, nella quale, come s’è detto, si trasferivano periodicamente gli amministratori dello Stato; per cui, Papa Simplicio avrà provveduto ad ampliare ed abbellire l’abitazione divenuta “ecclesia”. Papa Anastasio 1(399-401) eresse qui vicino un cimitero detto “ad ursum pileatum”, una singolare denominazione questa, derivata dalla statua di marmo, ivi esistente, di un orso con in testa un berretto, probabile insegna di una bottega artigiana. Nel cimitero furono sepolti molti martiri e Papa Leone 11 (682-683), vi fece trasportare, dalle catacombe di Generosa alla Magliana, i corpi dei Santi Simplicio, Faustina e Viatrice. E in tale occasione, come è riferito nel “Liber pontificalis”, a ridosso di quella di Santa Bibiana, venne innalzata un’altra chiesetta in onore di San Paolo e dei predetti Santi, ma di essa non esistono reperti di alcun genere. Nel 1224, Onorio III (12 16-1227) fece erigere, di fronte alla chiesa, un monastero femminile. Le monache vi risiedettero fino al 1440, anno in cui papa Eugenio IV (143 1-1447) soppresse il monastero per la cattiva condotta di alcune religiose.
Dell’esistenza del monastero ne sono prova, all’interno della chiesa, lungo i muri, le diverse lastre tombali dei secoli XIV e XV, che ricordano alcune badesse del monastero. Lastre che fino al 1961 erano sul pavimento. Per oltre tre secoli, la topografia di questa zona rimase pressoché inalterata. Lavori di sistemazione furono compiuti tra il 1739 e il 1748 dall’architetto Filippo Raguzzini (1680-1771). Dal 1863 al 1874 ebbe luogo la costruzione della stazione ferroviaria, ad opera di Luigi Gabet e di Salvatore Bianchi. In tale occasione fu aperto il sottopassaggio, il cosiddetto “arco o via di Santa Bibiana”. Altre modifiche, che non cambiarono peraltro l’aspetto generale della zona, avvennero prima e dopo la seconda guerra mondiale (1940-1945).