Le Terme di Diocleziano furono le più grandi terme tra tutte quelle realizzate a Roma e nel mondo romano. Costruite in meno di otto anni, tra il 298 e il 306 d.C., le Terme, dedicate a Diocleziano, furono iniziate da Massimiano al suo ritorno dall'Africa e terminate dopo l’abdicazione di Domiziano e Massimiano. Molti edifici furono demoliti per far posto alla gigantesca costruzione che occupava un’area in cui fu costruita una grande basilica centrale, il complesso caldarium - tepidarium - natatio disposto lungo l’asse minore, palestre ai lati dell’asse maggiore.

Sul lato nord-est era la grande cisterna di forma trapezoidale detta “Botte di Termini”, i cui ultimi resti furono demoliti nel 1876. Qui giungeva il ramo dell’Acqua Marcia che alimentava le terme e il cui nome permane, deformato, nel toponimo Termini, che è passato a designare la stazione ferroviaria. Per immaginarne la grandezza, basti pensare che più di 3000 persone erano in grado di utilizzare contemporaneamente i servizi dell’impianto termale. Sul lato nord-est della piazza, accanto alla facoltà di Magistero, sono ancora visibili i resti di una delle absidi che si aprivano nelle pareti del caldarium, ora in gran parte scomparso.

Un’altra di esse, ben conservate, costituisce ora l’ingresso della chiesa di Santa Maria degli Angeli, che occupa l’area centrale (detta “basilica”) delle terme. L’esedra centrale, che serviva da cavea per assistere alle esercitazioni ginnastiche è ripetuta, nelle sue linee monumentali dal colonnato ricurvo dei palazzi dell’architetto Koch situati ai lati di questa piazza un tempo chiamata, appunto, dell’Esedra. L’angolo occidentale delle Terme era costituito da una grande sala ottagonale con nicchie semicircolari sui quattro angoli, costituito dallo splendido ambiente del Planetario. La chiesa di Santa Maria degli Angeli fu ricavata da Michelangelo, nel 1563-66, dal Tepidarium, sala per i bagni di acqua tiepida, che adesso costituisce il vestibolo della chiesa stessa. Imponenti sono le otto colonne di granito rosso, monolitiche, appartenenti alle Terme, nascoste in un tratto della parte inferiore, avendo dovuto Michelangelo alzare di due metri il pavimento. Fu rimaneggiata dal Vanvitelli nel 1749. Al centro della piazza si ammira la bella Fontana delle Naiadi, che costituisce la mostra dell’Acqua Marcia, addotta da Quinto Marcio Re nel 144 a.C. dall’alta valle dell’Aniene presso Arsoli.

La storia di questa fontana inizia nella seconda metà del secolo scorso, quando papa Pio IX impartì opportune disposizioni per la ricostruzione dell’antico acquedotto Marcio: l’acqua, in onore del papa, fu denominata Acqua Pia. La prima mostra, costituita da una modesta vasca circolare a fior di terra, guizzante di zampilli sovrastati da quello centrale più potente, era priva di qualsiasi ornamento architettonico o scultoreo e fu posta, alla presenza del pontefice, presso l’allora piazza Termini, dove e oggi il monumento ai caduti di Dogali, il 10 settembre 1870. Gli eventi di quel tempo, indussero il popolo a coniare il motto: “Acqua Pia, oggi tua, domani mia”: dieci giorni dopo, infatti, con la presa di Roma, cadeva il potere temporale dei papi.

Nel 1855, con l‘approvazione del Piano Regolatore e l’avvio di importanti lavori di ristrutturazione urbana, venne decisa la sistemazione della grande piazza dell’Esedra e fu stabilito che la definitiva mostra dell’Acqua Marcia dovesse sorgere al centro della piazza stessa, a sfondo dell’asse di via Nazionale. Nel 1888, nell'area designata, venne costruita l’attuale fontana, su disegno dell’ing. A. Guerrieri: quattro modesti leoni “di gesso” furono sistemati sulla fontana, in occasione della visita a Roma dell’imperatore di Germania.