Fasadę zbudował Domenico Rossi, którego projekt został wybrany spośród 12 projektów złożonych w konkursie. Realizacja projektu została sfinansowana testamentem doży Alvise II Moceniga.
W latach 1807–1810 dekretem napoleońskiego Królestwa Włoch dokonano kasaty kościołów i zmian w podziale terytorialnym weneckich parafii. Kościół San Stae został zdegradowany do funkcji kościoła rektorskiego, podporządkowanego kościołowi parafialnemu San Cassiano. W 1934 roku konferencja w San Vicenzo przyznała mu prawo do odprawiania jednej uroczystej mszy dla biedoty miejskiej. Dekretem Patriarchy Wenecji z 13 kwietnia 1953 roku San Stae odzyskał kościoła parafialnego, który jednak utracił w październiku 1965 roku. Od czerwca 1966 roku jest niezależnym kościołem rektorskim. W latach 1977–1979 szwajcarska fundacja Pro-Venezia dokonała drobiazgowej restauracji kościoła chcąc w ten sposób uczcić Domenica Rossiego, pochodzącego z regionu Ticino.