Si trova al km 88,100 della Via Salaria, nella piccola frazione San Vittorino del comune di Cittaducale, a breve distanza dalle Terme di Cotilia. È posta all?interno della Piana di San Vittorino, un territorio dove si trovano
molte sorgenti mineralizzate e sono frequenti i fenomeni carsici come i sinkhole (sprofondamenti improvvisi
del terreno). Già in epoca preromana i Pelasgi e i Sabini ritenevano sacro questo territorio e vi compivano sacrifici. La zona mantenne la sua sacralità anche presso i romani e in tale epoca acquisì ulteriore importanza grazie allo sfruttamento delle sorgenti nell?impianto termale di Cotilia. Al posto dell?attuale chiesa, si trovava un tempio dedicato alle ninfe dell?acqua, sorto nei pressi di una sorgente considerata sacra. L?edificazione della
chiesa sui resti dell?antico tempio pagano si deve al fatto che, proprio in quel luogo, nel 96 d.C. subì il martirio San Vittorino di Amiterno. Inizialmente fu realizzata una cripta che ne ospitò i resti e solo tra il Trecento ed il Quattrocento fu edificata la chiesa vera e propria, che deve il suo aspetto attuale ai lavori di ampliamento voluti dal vescovo di Cittaducale, Pietro Paolo Quintavalle, iniziati nel 1608 e terminati nel 1613. Tuttavia, nell?Ottocento, i forti fenomeni carsici e gli eventi sismici a cui il territorio è soggetto causarono lo
sprofondamento della chiesa ed il suo progressivo allagamento, che di recente si è ulteriormente accelerato
a causa delle acque che scaturiscono dalla sorgente che sgorga al suo interno. Il tetto è ormai crollato, ma interessante è la facciata barocca. L?interno, a tre navate, ospitava diverse opere d?arte. Tra queste
sopravvivono un bassorilievo dell?Annunciazione attribuito a Giovanni Pisano una fonte battesimale, entrambi risalenti al XIV secolo e conservati nella Cattedrale di Santa Maria del Popolo di Cittaducale e un affresco conservato al Museo Diocesano di Rieti. Per il carattere suggestivo e surreale del luogo, nel 1983, la Chiesa fu scelta dal regista russo Andrej Tarkovskij come set cinematografico per girare una scena del film
d?essai Nostalghia.