I bolli laterizi più antichi rinvenuti nell'area di localizzazione delle terme indiziano una datazione dell'impianto all'età severiana[1], confermata anche da una dedica[2] a Giulia Domna, moglie di Settimio Severo, qui rinvenuta.
La pianta del complesso ci è però stata tramandata dai disegni rinascimentali di Andrea Palladio e Giuliano da Sangallo[4], mentre sono ancora visibili all'incrocio fra le moderne via Eleniana e via G. Sommeiller i resti della cisterna che lo alimentava, composta da dodici concamerazioni disposte su due file parallele. Nel Medioevo uno di questi ambienti fu sistemato a cappella cristiana (nei documenti dell'epoca indicata col nome di "S. Angelo"), della quale si conservavano lacerti di affreschi ancora nel XVIII secolo[5].
^Il rilievo del Palladio è conservato a Londra (Royal Institute of British Architects, vol. IX, f. 14 recto); la pianta di Antonio da Sangallo è riprodotta in un lucido di Rodolfo Lanciani (Codice Vaticano Latino 13034, f. 159 verso).
^La prima menzione della cappella risale al 1375 (Mirabilia Romae, ed. Parthey 1864: 59); fu successivamente vista da Nicolao Muffel nel 1452 (Adolf Michaelis, "Le antichità di Roma descritte da Nicolao Muffel", in Römische Mitteilungen, 3, 1888: 254-276) e da Flaminio Vacca nel 1594. L'ultima menzione è nelle note della Nuova Topografia di Roma di Giambattista Nolli del 1748 (Giovanni Battista de Rossi, Note di ruderi e monumenti antichi per la pianta di G.B. Nolli, 1884: 29-30 pianta 1083).
Sergio Palladino (1996). Le Terme Eleniane a Roma. Mélanges de l'Ecole française de Rome. Antiquité 108 (2): pp. 855–871. ISSN 0223-5102 (WC ·ACNP)
Sergio Palladino, Le Terme di Elena a Roma: nuove acquisizioni in María Jesús Peréx Agorreta, Carlos M Escorza, Carmen Fernández Ochoa et al., Termalismo antiguo. I Congreso Peninsular. Actas. Arnedillo (La Rioja), 3-5 octubre 1996, Madrid, Casa de Velázquez, 1997, pp. 497–501. ISBN 84-3623-603-3
Sergio Palladino (2005). Via Eleniana, via S. Grandis, via G. Sommeiller. Lavori di bonifica e pulizia della cisterna delle Terme Eleniane a Roma: un'occasione per il riesame del monumento. Bullettino della Commissione archeologica comunale di Roma 106, pp. 293–301. ISSN 0392-7709 (WC ·ACNP)