De plek waar de Catacomb van San Sebastiano staat was in de oudheid een diepe depressie, die werd gebruikt als een pozzolana-groeve en ad catacumbas (of “bij de holtes”) werd genoemd, een naam die synoniem is geworden voor een ondergrondse begraafplaats.

Sinds de eerste eeuw werd de site intensief geëxploiteerd en gebouwd: de ondergrondse galerijen werden hergebruikt om grafnissen te maken, aan de oppervlakte werden echter verschillende columbaria gebouwd en ten minste twee woonsystemen (de zogenaamde kleine villa en grote villa) uitgerust met opmerkelijke picturale muurdecoraties.

Rond het midden van de tweede eeuw werd de bodem van de vallei ingegraven om een veld te creëren, aan één kant waarvan achtereenvolgens drie mausolea werden gebouwd (door Clodius Hermes, door de Innocentiores, door de Ax).

Een verdere begraving van het gebied werd gemaakt om ruimte te geven aan de bouw van de triclia, een portiek omzoomd door een muur waarop talloze graffiti oproepen gericht aan de SS. Petrus en Paulus, die rond 250 samen op deze plek werden vereerd.

Op deze plek liet keizer Constantijn (306-337) een basiliek bouwen in de vorm van een Romeins circus (“circiforme” genoemd).

Ondertussen, al in de derde eeuw, begon de catacombe waarin de graven van de martelaren Sebastiaan en Eutichio lagen zich ondergronds te ontwikkelen.