C'est également par Girolamo et Carlo Rainaldi, puis Francesco Borromini, que fut érigée l'église Sant'Agnese, à partir de 1652, sur commande du même pape Innocent X Pamphili.
Elle s'élève sur les vestiges des fondations du cirque de Domitien, toujours présentes sur la crypte.
Selon la légende, l'édifice religieux occuperait le lieu du martyre de Sainte Agnès.
La sainte avait été exposée nue à la foule, mais ses cheveux avaient poussé miraculeusement et l'avaient enveloppée pour échapper à l'outrage.
Elle fut décapitée en 304.
La façade baroque de Borromini est animée d'un élan concave; elle est flanquée de deux campaniles et est fermée par un attique haut devançant la coupole couronnée d'un lanternon.
Elle a le plan d'une croix grecque, avec une nef centrale.
Les bras du transept sont étirés, les niches sont profondes.
La coupole est décorée de fresques de Ciro Ferri et ses élèves.
Elle s'élève sur huit colonnes dont les entablements sont en saillie.
Dans les écoinçons, les allégories des vertus sont peintes par Baciccia.
La Fontaine des Quatre Fleuves Sainte Agnès en Agone Le Palais Pamphili