Згадка про першу сакральну споруду на цьому місці сягає початку IX століття – часів понтифікату папи Льва III (795–816). Папський біограф, розповідаючи про храми та монастирі, які прикрашав цей єпископ Рима, пише про каплицю Святих Сергія і Вакха, що розташована в так званому кварталі Калиніко. Наприкінці IX століття папа Венедикт III (855–858) обдарував цей монастир двома золотими чашами та дискосом. Церкву знову згадують у XI столітті в буллах пап Григорія VI та Григорія VII як монастир Святого Сергія, що називався Калинікійським на Субуррі. Імовірно, що храм, посвячений на честь святих мучеників Сергія і Вакха (військовиків високого рангу при дворі цезаря Східної Римської імперії Максиміана Дая II, які прийняли мученицьку смерть у Сирії приблизно 310 року), існував ще раніше.
Культ мучеників Сергія і Вакха швидко поширився по всій Римській імперії. У 527 році в Константинополі була збудована церква Cвятих Сергія і Вакха, тепер так звана Мала Свята Софія. У IX столітті в Римі було п’ять церков, присвячених святим Сергію і Вакху, проте сьогодні їхнє ім’я носить лише український храм.
