La Basilica di S.Saturno è uno dei luoghi di culto più antichi della Sardegna. Sorge in Piazza S.Cosimo a Cagliari, su una vasta area che ha ospitato necropoli di epoca romana e paleocristiana.
La chiesa è dedicata a S.Saturno, patrono della città, un giovane cristiano martirizzato nel 304 in quello stesso luogo.
Il nucleo originario della chiesa, risalente al V secolo e di cui oggi restano solo la grande cupola e parte dell'abside, aveva una pianta cruciforme. Nel secolo successivo, annesso alla chiesa venne innalzato un monastero.
Tra il 1089 ed il 1119, la struttura originaria dell'edificio venne modificata ed ampliata ad opera dei Monaci Vittorini di Marsiglia, i quali avevano avuto il complesso in concessione dal Giudice di Cagliari. Essi ultimarono la costruzione della chiesa completando il braccio orientale con tre navate con copertura a botte e a crociera e costruendo la parte anteriore.
Dopo l'abbandono dei Vittorini, la struttura conobbe alternanti periodi di declino e di rinascita. Nel 1324, durante l'assedio aragonese al Castello di Cagliari, il monastero subì gravi danni e successivamente cadde in abbandono. Fortunatamente, sorte migliore spettò alla basilica: nel Quattrocento venne risistemata, dopo che in precedenza aveva perso i bracci nord e sud. (Le pietre ricavate dalla demolizione andarono a far parte anche del Castello del colle di San Michele)
Nel secolo XVII, durante le ricerche dei "corpi santi" dei martiri cristiani, nella chiesa furono portate alla luce le presunte reliquie di S. Saturno. Attualmente le reliquie dei martiri sono conservate nella Cattedrale di Cagliari in Piazza Palazzo.
Nel 1714, la Basilica fu affidata alla Corporazione dei Medici e degli Speziali che la intitolarono a S. Cosma e Damiano.
Durante i bombardamenti del 1943, la basilica subì gravissimi danni; al termine della guerra, tra il 1948 ed il 1952, fu restaurata.