Della sua esistenza ne abbiamo già conferma nel sec. IV d.C. dalla lapide ritrovata nel 1880 accanto alla tomba della Santa ed ora conservata nella sacrestia. L'oratorio si fece spazio distruggendo parte degli ambulacri catacombali che lo circondavano
A destra, circondato da un elegante balaustra cinquecentesca, opera di scuola michelangiolesca, è conservato l'altare del miracolo, un pregevole manufatto dell'VIII secolo sul quale, secondo la tradizione, avvenne il prodigio eucaristico.
Fu trasportato in questo luogo sul finire del sec. XV dal Cardinale Giovanni dé Medici dal suo primitivo sito sulla tomba della Santa.
L'altare è coperto da un baldacchino o ciborio, con quattro fronti marmoree ad arco con rilievi geometrici ed astratti propri dell'età carolingia.
La struttura poggia su quattro antiche colonne corinzie scanalate, di marmo, ed è databile al sec. IX. Fa da paliotto d'altare la pietra basaltica che, secondo la tradizione, sarebbe stata appesa al collo della Santa e gettata nel lago, recando poi impresse le orme dei suoi piedi. Del primitivo altare non rimane nulla, se non la mensa sigillata da Papa Pio VII nel 1815. La pala in ceramica, raffigurante la duplice scena del Calvario e del Miracolo, è opera di Bendetto Buglioni, e venne eseguita nel 1496.
In alto sull'arco di ingresso all'ipogeo di S. Cristina si trova un ciclo di affreschi contemporaneo al miracolo (sec. XIII).