St. Cäcilien, eine romanische Pfeilerbasilika, wurde zwischen 1130 und 1160 auf dem Areal der Römischen Thermen als Kirche eines adeligen Damenstifts erbaut und gehört zu den berühmten romanischen Kirchen kölnischer Baukunst. Die schlichte Kirche hat im Inneren eine Westkrypta (rekonstruiert 1975-77) und an den Wänden das Langchores sind Reste von gotischen Wandmalereien erhalten. Infolge der Säkularisierung (1802) diente der Bau zunächst als Lagerhalle, später als Kapelle für das Bprgerhospital am Neumarkt. St. Cäcilien bildete zusammen mit St. Peter das einzige Beispiel einer Doppelkirchenanlage in Köln. Vor dem Zweiten Weltkrieg waren beide Kirchen durch einen Gang miteinander verbunden, jetzt wird dieser durch eine Mauer mit einem romanischen Tor ersetzt. Nach dem Krieg wurde die Kirche ab 1947 wieder hergestellt. Seit 1956 befindet sich in St. Cäcilien das Museum Schnüttgen der Stadt Köln mit einer Sammlung an mittelalterlicher Sakralkunst. Alexander Schnüttgen, ab 1887 Domkapitular, stiftete seine teils aus verweltlichtem Kloster- und Kirchenbesitz angelegte Sammlung 1906 der Stadt Köln. Nach Neugestaltung des Kirchenraumes erfolgte in 1977 die Neueröffnung.
