E' ubicato lungo il versante N della via Sacra, tra il tempio di Antonino e Faustina e la basilica di Massenzio e Costantino. Originariamente era il vestibolo circolare che introduceva al Templum Pacis (di età vespasianea) dal lato del foro, ma dopo l'abbandono di quel complesso, Massenzio lo riutilizzò per instaurarvi un tempio dedicato al piccolo Valerio Romolo, suo figlio, morto nel 309 d.C. e divinizzato.
Successivamente, quando un ambiente del Templum Pacis fu trasformato nella basilica dei SS. Cosma e Damiano da Papa Felice IV, fu adattato a vestibolo della basilica.
All’epoca di Massenzio risale il bellissimo portale bronzeo a due battenti con cardini ancora funzionanti, integralmente giunto fino a noi, inquadrato da due colonne in porfido, racchiuso in un'esedra in laterizio affacciata sulla via Sacra, con cornice decorata con materiali architettonici di reimpiego.
Dopo la morte di Massenzio nella battaglia di Ponte Milvio del 312 d.C. il tempio mutò la sua funzione, come sembrerebbero provare alcuni graffiti, sopravvissuti fino al XVI secolo all’interno dell’edificio. Teodorico, re degli Ostrogoti, donò a papa Felice IV nel 527 un ambiente del Tempio della Pace, la biblioteca, affinché fosse trasformato in una basilica da dedicare ai SS. Cosma e Damiano. In questo periodo la chiesa fu unita al tempio di Romolo e fu creata un’apertura tra i due edifici: il tempio pagano diventò perciò il vestibolo della basilica.
Nel 1632 il pavimento della basilica venne rialzato di molti metri per rimediare alle infiltrazioni d'acqua provenienti dal sottostante Campo Vaccino, mentre il pavimento del tempio non fu modificato e restò alla quota dell'antica via Sacra. La struttura interna del tempio è ancora visibile affacciandosi da una vetrata all'interno della basilica.
Alla fine dell’’800 l’edificio era stato identificato come tempio dei Penati o tempio di Giove Statore, fondato da Romolo nell'VIII secolo a.C., ma senza alcuna base scientifica; l’attribuzione a Valerio Romolo sembra viceversa la più attendibile.
