성당의 건설은 라벤나가 동고트 왕국의 지배 아래 있었던 527년에 에클레시우스 주교가 시작하여, 동로마의 라벤나 총독부 시대인 548년 라벤나의 제27대 교구장 막시밀리아누스 때에 완공되었다.

성당은 팔각형의 평면을 띠고 있다. 건물은 로마 건축의 요소(돔, 출입구, 계단 탑)와 비잔티움의 요소(다각형 후진, 주두, 폭이 좁은 벽돌 등)가 결합해 있다. 이 성당은 콘스탄티노폴리스 밖에서 그려진 가장 크고 잘 유지된 비잔티움 모자이크가 풍부하다는 점에서 더욱 유명하다. 유스티니아누스 1세 시대의 양식을 온전히 보전하고 있는 유일한 성당으로 비잔티움 예술에서 무척 중요한 위치에 있다. 또한, 오늘날에는 자취를 감춘 당시 동로마 제국 궁정의 접견실이 어떠한 형태를 띠고 있었는지 보여 준다.

전설에 따르면 이 성당은 성 비탈리스가 순교한 장소 위에 세워진 것이라고 한다. 그러나 이 성인이 밀라노의 비탈리스인지 아니면 성 암브로시오가 393년에 볼로냐에서 성 아그리콜라의 시신과 함께 발굴한 다른 성 비탈리스인지는 아직 밝혀지지 않았다.

이 성당을 건설하는 데에는 그리스인 은행가인 율리아누스 아르겐타리우스의 지원이 있었는데, 그는 같은 시기에 산타폴리나레 인 클라세 성당을 건설할 때에도 자금을 지원했다는 것 외에는 잘 알려지지 않은 인물이다. 마지막으로 성당을 건설하는 데는 26,000 솔리디(당시에 통용되던 금화)가 소요되었다. 진정한 건설 후원자는 성당 건설 계획을 선전의 수단으로서 새로 정복한 영토들을 제국에 신속히 편입시키는 한 방법으로 생각했던 동로마 황제였다.