Este templo católico situado entre los barrios de Lavapiés y La Latina atesora una historia cuyos orígenes se remontan a 1612, cuando se funda el Oratorio dedicado a San Marcos y a Nuestra Señora del Favor en la calle del Oso por Diego de Vela y Ordóñez de Villaquirán en unas casas de su propiedad. Cedida a los padres teatinos en 1633, éstos fundan en 1654 una iglesia bajo la advocación de san Cayetano de Thiene, cofundador de la orden teatina, que es el germen del actual templo.
El primer proyecto para fundar el templo fue encargado a Marcos López en 1678, pero apenas avanzó. En 1700, se hace cargo de las obras José Benito Churriguera, quien trabajaría en la amplia y decorada fachada, aunque la mayor parte de las obras y decoración deben a Pedro de Ribera. A su muerte, Francisco Moradillo la terminaría, simplificando la originalidad de Ribera.
El templo tiene planta de cruz griega y está coronada con una gran cúpula de tambor sobre pechinas de estilo bizantino. El interior consta de tres naves y cuatro capillas cerradas con sus correspondientes cúpulas.
La fachada fue construida en granito. Se compone de ocho grandes pilastras rematadas con capiteles de orden compuesto. Las dos pilastras de cada extremo encuadran las dos torres y entre las cuatro del centro se disponen tres arcos de acceso de medio punto. Sobre los arcos, se colocaron en nichos las estatuas de San Cayetano, de Nuestra Señora del Favor y de San Andrés Avelino, realizadas en piedra caliza por Pedro Alonso de los Ríos.
El templo fue incendiado en 1936 durante la Guerra Civil y hubiera quedado totalmente destruido de no ser por el apeo y cimbrado que llevó a cabo Fernando Chueca Goitia. Durante la posguerra fue reconstruida, salvándose íntegramente su fachada y rehaciéndose la gran cúpula central.
En 1980 fue declarada Bien de Interés Cultural en la Categoría de Monumento Histórico Artístico Nacional.
Cada 7 de agosto se festeja la festividad de San Cayetano, la primera de las tres devociones más importantes que se celebran en Madrid durante el mes de agosto, junto a San Lorenzo y La Paloma. Por ello, la parroquia oficia una procesión en la que existe una tradición centenaria según la cual a quien le reza el día de su fiesta, coge una flor de su carroza y le acompaña durante el desfile, el santo oye su petición.