La Basilica di San Saturnino è la più antica chiesa dedicata al patrono della città, nonché uno dei principali monumenti paleocristiani nel Mediterraneo.
La prima menzione documentata della Basilica risale agli anni 533-534 d.C., ma gli storici fanno risalire la sua fondazione alla metà del V secolo d.C. Sarebbe sorta nell’area della necropoli cristiana come martyrium del martire cagliaritano Saturnino, decapitato secondo il Passio sancti Saturni il 23 novembre del 304 d.C. per essersi rifiutato di rinnegare la sua fede cristiana.
La struttura subì le prime modifiche significative nel 1089, quando i ruderi della chiesa vennero donati dal giudice di Cagliari Costantino Salusio II de Lacon-Gunale ai Monaci Benedettini dell’Abbazia di San Vittore di Marsiglia, che riconsacrarono la chiesa nel 1119 per istituirvi la sede del priorato sardo dell’Ordine.
L’edificio subì gravi danni nel 1314 in occasione dell’assedio della città da parte degli Aragonesi, cadendo poi in rovina il secolo successivo. Dal 1614 vennero effettuati degli scavi archeologici nel tentativo di rinvenire alcune reliquie dei martiri, e materiali asportati dal sito vennero utilizzati per la ristrutturazione della Cattedrale di Cagliari. Nel 1714 la Basilica venne concessa alla Corporazione dei Medici e degli Speziali e intitolata ai Santi Cosma e Damiano.
La Basilica venne gravemente danneggiata dai bombardamenti del 1943, a cui seguirono importanti lavori di ricostruzione e di restauro prima della sua riapertura alle visite nel luglio del 1996. Nel 2004, in occasione della festa di San Saturnino, venne riconsacrata e riaperta al culto.
L’area circostante della necropoli è ancora oggetto di scavi archeologici, e ha restituito numerose sepolture di età romana e bizantina.