Die 1,50 m unterhalb des Platzniveaus liegende Rotunde von San Lorenzo ist die älteste Kirche Mantuas. 1082 wurde sie auf Wunsch von Mathilde von Tuszien gebaut und lehnt sich in ihrem Grundriss wahrscheinlich an die Kirche des heiligen Grabens von Jerusalem. 1579 ließ Guglielmo Gonzaga sie für den Gottesdienst schließen und in die umliegenden Gebäude integrieren

Zwischen 1908 und 1926 wurde sie restauriert. Der zweistöckige runde Innenraum mit einer darüber liegenden Empore enthält noch Reste von Fresken byzantinischer Herkunft aus dem 11.-12. Jh., wie den Christus als Richter und die Engelfiguren.