Giovanni Battista Nolli, maestro del giovane Piranesi, fu forse il più grande cartografo europeo del Settecento. Autore della "Nuova Pianta di Roma", pubblicata nel 1748, prima pianta di Roma misurata e rappresentata con quell'esattezza scientifica che sarà il carattere distintivo della cartografia moderna.

Quando nel 1738 la chiesa di Santa Dorotea venne affidata ai padri Minori conventuali della diocesi di Roma, questi decisero di costruire un convento più grande, ristrutturando la chiesa. Fu così che i lavori di riedificazione furono affidati nel 1750 all'architetto Giovan Battista Nolli, ma vennero completati da Giovanni Carlo Vipera. Chiesa e convento furono indemaniati durante l'occupazione napoleonica nel 1811 e restituiti ai frati nel 1849; dopo il 1870 il convento fu indemaniato dallo Stato italiano e ai frati furono assegnati alcuni locali. L'interno, a navata unica, ha nella volta affreschi raffiguranti Storie di Santa Dorotea e dei santi francescani, opera di Gaetano Bocchetti.
Era una di quelle chiese alla porta delle quali, fino al 1870, venivano affissi gli elenchi dei non adempienti al precetto pasquale, secondo l'uso del tempo.