Agnia (sec. IV), o copilă martiră romană, a fost îngropată în această catacombă, pe versantul stâng al Viei Nomentana, unde e posibil să fi existat deja un hipogeu al familiei sale. Despre Agnia ştim că a murit când încă nu împlinise 13 ani, suferind o moarte cumplită: papa Damasus spune că a fost arsă, iar Sfântul Ambrozie povesteşte că a fost decapitată. Imediat după martiriul său, cultul Sfintei Agnia s-a răspândit cu putere.

Mormântul său a început să fie vizitat de localnici şi mai ales de străini. Familia Sfântului Împărat Constantin a venerat-o foarte mult, în special fiica acestuia, Constanţa (sau Constantina). Rugându-se la mormântul Sfintei Agnia să fie vindecată de nişte plăgi dureroase şi primind vindecare, Constanţa a ridicat lângă mormântul acesteia o bazilică circulară grandioasă, în care mai târziu a cerut şi ea să fie îngropată lângă Sfântă.

Mai târziu, papa Honorius I (625-638) a ridicat peste catacombă, actuala bazilică, înlocuind alta mai veche de pe vremea papei Simacus (498-514). Absida este împodobită cu un splendid mozaic reprezentând-o pe Agnia între papa Honorius şi papa Simacus. Am ales varianta greacă a numelui, Agnia, pentru că aşa este pomenită în sinaxarele greceşti de la Muntele Athos, cu toate că în Roma este numită Agnes sau Agneza (Agnese).

(Arhidiaconul Sebastian Serdaru, Catacombele romane, p. 50)