La chiesa fu costruita nel 1593-1610 per contenere l’icona della Madonna della Scala, conservata nel braccio settentrionale del transetto, assieme ad una statua di san Giovanni della Croce.
La tradizione afferma che nel 1592 questa icona, posta sulla scala di una casa vicina, avrebbe miracolosamente guarito un bambino deforme dopo le preghiere della di lui madre.
Il papa Clemente VIII affidò il progetto a Francesco Cipriani da Volterra e con la bolla Sacrarum Religionum del 20 marzo 1597 la chiesa, ancora in costruzione, viene affidata ai carmelitani scalzi.
Dopo il completamento dell’interno nel 1610, la facciata fu terminata nel 1624.
Nel 1664 papa Alessandro VII elevò la chiesa a diaconia cardinalizia.
I lavori di restauro hanno interessato la navata laterale di sinistra e la lanterna, quest’ultima danneggiata da un fulmine.
All’ interno sono stati restaurati i dipinti murali sulla volta del transetto sinistro e nel cieletto del lanternino.
Esternamente è stata sostituita la copertura della navata laterale, realizzato un rinforzo estradossale della volta ed inserito un rinforzo alla spinta orizzontale longitudinale dovuta al puntone della copertura.