Tra il 1637 e il 1640 Borromini venne scelto dai confratelli della Congregazione di san Filippo Neri come architetto del nuovo Oratorio da costruire accanto alla chiesa dell'ordine, Santa Maria in Vallicella detta anche la Chiesa Nuova.

Meno vicini, concettualmente, alla tradizione architettonica aulica, i filippini videro in Borromini l'artista impegnato nei confronti della professione esercitata con grande disciplina. Borromini concepì la distribuzione dei vari ambienti, oratorio, sacrestia, biblioteca, in base ai già sperimentati criteri di funzionalità e di coerenza rappresentativa: si rileva infatti, secondo Paolo Portoghesi, «un tono aulico negli spazi collettivi, dimesso e accogliente quello degli ambienti destinati alla residenza privata».

La facciata riassume le novità dello stile austero e tecnicamente rigoroso del Borromini. Il corpo principale è suddiviso in cinque settori da paraste (lesene) disposte su pianta concava; vivace è il gioco dialettico fra la parte centrale del primo ordine, curva verso l'esterno, e la profondità della nicchia con catino a finti cassetti dell'ordine superiore. La forma del timpano, realizzata per la prima volta con una sagoma mistilinea, genera un movimento curvilineo e angolare.

Costruita in mattoni su richiesta della congregazione, questa facciata consentì a Borromini, particolarmente propenso all'uso di materiali semplici, quali anche lo stucco e l'intonaco, di realizzare la sua rivalutazione integrale di questa tecnica che prevedeva una "fodera" di laterizio sulla muratura mista, con successiva arrotatura dei mattoni, stuccatura e stilatura dei giunti.

L’interno dell’oratorio, ora chiamato Sala Borromini, è utilizzato come luogo per conferenze e dibattiti pubblici.