Несмотря на то что Р. Краутхаймер подчёркивал гипотетичность представленной им истории храма до V в., предположение о существовании там в III–IV вв. «титула Византа» получило широкое распространение. Вместе с тем ряд итальянских исследователей (А. Пранди, Дж. Де Санктис) на основании результатов раскопок попытались доказать, что легенда об Иоанне и Павле, несмотря на ряд поздних искажений, основана на реальных событиях. Однако Б. Бренк отметил, что гипотеза Р. Краутхаймера не вполне обоснованна, и перестройки инсулы в III–IV вв. можно интерпретировать иначе. По его мнению, в конце III в. владелец части здания закрыл располагавшийся там ранее магазин и перестроил его под жилые помещения. Фресковые росписи и сооружение просторного зала указывают лишь на то, что здесь находилось жилище богатого человека. В IV в. здание принадлежало христианину, который оборудовал в нём домашнюю капеллу. В это время был сооружён мартирий, расписанный фресками с несомненно христианскими сюжетами. Только после сооружения на этом месте базилики мартирий стал местом паломничества, возникла легенда о захоронении здесь святых Иоанна и Павла. Проблемы исторической достоверности предания о мучениках и о доме под церковью святых Иоанна и Павла остаются нерешёнными: агиографические повествования содержат фантастические сведения, а результаты археологических раскопок не допускают однозначной интерпретации. Важным свидетельством почитания Иоанна и Павла во второй половине IV в. является эпиграмма. Если её авторство принадлежит Римскому епископу Дамасу I, то, по мнению исследователей, можно вернуться к гипотезе А. Дюфурка: Иоанн и Павел приняли мученическую смерть, но не при императоре Юлиане, а раньше, во время гонения императора Диоклетиана. Исследователи не исключают, что мартирий был сооружён в середине IV в. на могиле святых, тайно захороненных в городском доме, или отмечал какое-либо другое памятное место. Однако ко времени строительства базилики в начале V в. обстоятельства кончины мучеников были забыты, что привело к возникновению недостоверной агиографической традиции. Возможно, что эпиграмма является более поздним подражанием стихам епископа Дамаса, которые были размещены у гробниц многих римских святых.