La iglesia románica de San Babila, construida alrededor del siglo XI, originalmente tenía tres naves y tres ábsides. La nave central más grande estaba dividida en tres bahías, en la segunda de las cuales había una cúpula de linterna octagonal. Estaba desprovisto de capillas laterales y de sacristía.
Las primeras modificaciones fueron en la época de Visconti, con la consagración de dos altares y la construcción de las sacristías.
Luego de la visita del arzobispo Visconti en 1591, se decidió realizar trabajos más radicales considerando el mal estado de la iglesia. De hecho, la restauración en el período barroco condujo a la demolición de la fachada románica para agregar una bahía a la iglesia, además de la demolición de los ábsides.
Sin embargo, la reconstrucción no fue definitiva. A principios del siglo XX, las renovaciones de estilo barroco fueron demolidas sin piedad para hacer espacio para los cambios neorrománicos. Con el tiempo, el interior ha adquirido ventanas de Bertini, decoraciones pictóricas de Pogliaghi y Cavenaghi y el altar mayor de Moretti.
Otras obras se llevaron a cabo en diferentes momentos: el baptisterio inspirado en el paleocristiano y la nueva capilla de la Addolorata reemplazando una destruida por los bombardeos durante la Segunda Guerra Mundial. La historia de la fundación de la iglesia de San Babila ha sido objeto de numerosos debates, pero ahora parece que hay un consenso de opinión. Según la leyenda, San Babila fue la primera iglesia construida en Milán en el año 46 dC en el sitio de un templo pagano dedicado al sol. La misma leyenda dice que fue erigida por S. Barnaba, quien habría celebrado su primera misa allí después de ingresar a la ciudad.
De hecho, los datos más antiguos que atestiguan la existencia de una iglesia dedicada a San Babila datan del siglo XII y confirman que fue construida más recientemente por el sacerdote Nazario Muricola. Las posteriores excavaciones para su restauración confirman esta última versión.