Kościół został wybudowany na początku VI wieku przez króla Ostrogotów Teodoryka jako kaplica pałacowa, przeznaczona dla arian. Po zdobyciu Rawenny w 540 roku przez Bizantyńczyków, za Justyniana Wielkiego, kościół w 561 roku został ponownie konsekrowany i przekazany katolikom. Nadano mu wówczas wezwanie św. Marcina z Tours i częściowo zmieniono wystrój wnętrza. Wezwanie św. Apolinarego bazylika otrzymała dopiero w IX wieku, gdy sprowadzono do niej z Sant'Apollinare in Classe relikwie tego świętego. Od niego pochodzi nazwa budowli: nowa bazylika św. Apolinarego (starszą był Sant'Apollinare in Classe).