L’église Saint-Ignace-de-Loyola (Sant’Ignazio di Loyola a Campo Marzio en italien) est dédiée au fondateur de la Compagnie de Jésus, Ignace de Loyola. Sa construction en 1626 a suivi de peu la canonisation du saint en 1622.
Elle fut la chapelle de l’Université pontificale grégorienne voisine. Il s'agit de l'une des deux grandes églises romaines des Jésuites, l'autre étant le Gesù.
Le responsable de l’entreprise fut le cardinal Ludovico Ludovisi. Les plans furent exécutés par Carlo Maderno et le jésuite Orazio Grassi qui réalisa notamment la façade quelque peu sévère qui s’élève sur une placette (la piazza Sant'Ignazio complétée un siècle plus tard par Filippo Raguzzini) que l’agencement et la couleur des édifices font ressembler à un décor de théâtre avec sa scène et ses coulisses.
L’église est célèbre pour son immense fresque en trompe-l’œil de dix-sept mètres de large sur trente-six mètres de long qui couvre le plafond de l'unique nef. Elle fut réalisée en 1685 par le peintre jésuite Andrea Pozzo. Celui-ci mit ici en pratique ses théories sur la perspective réunies dans son œuvre Perspectiva pictorum et architectorum.
La fresque représente l’apothéose d’Ignace de Loyola et l’allégorie de l’œuvre missionnaire des Jésuites. Le saint est accueilli par le Christ et la Vierge Marie. Parmi les figures qui l’entourent, apparaissent des allégories des quatre continents transfigurées par leur conversion due aux missions jésuites, d’autres jésuites sanctifiés, éloignés d’ Ignace en fonction de leur rang, ainsi que des orants.
La manière dont Pozzo mêle l’espace réel quasiment plat de l’édifice et l’espace virtuel très profond du ciel peint, qui donne en effet l’impression d’une hauteur remarquable, rend impossible de distinguer l’un de l'autre. Pour obtenir l’effet maximal, il convient de se placer sur le cercle tracé au centre de la nef. De tout autre point de l’église, la perspective est déformée. Vu de l’autel, elle l’est tellement qu’on se demande comment elle peut sembler exacte depuis l’entrée. C'est le propre de l'anamorphose de proposer une image qui n'apparait sans déformations que selon un point de vue précis et déterminé.
D’un autre point situé quelques mètres en avant du cercle, on découvre de manière idéale une seconde fresque, située au-dessus de la croisée du transept, représentant l’intérieur d’une coupole. La légende veut que les voisins de l'église aient refusé qu’une coupole vienne obscurcir la luminosité du quartier. Dans l’abside, Pozzo a représenté des scènes de la vie de saint Ignace, notamment la bataille de Pampelune où il fut blessé.
Parmi les autres chefs-d’œuvre de l’église, on trouve un tableau de marbre représentant La Gloire de saint Louis de Gonzague datant de 1698 et sculpté par Pierre Legros.
Ce fut dans l'église Saint-Ignace qu'eurent lieu les obsèques de Luchino Visconti en 1976.