Iniziata nel 1241, venne trasformata nel 1718-1720, riacquistando le forme originarie tra il 1916 e il 1936. La facciata è ornata da un motivo ad archetti pensili con figura zoomorfe.

L'interno è dotato di unica navata (coperta da capriate) con ampio transetto, in cui si aprono tre cappelle. Inoltre lungo il fianco sinistro si trovano altre cappelle monumentali, quali la Cappella Orlandi-Cardini e la Cappella del Santissimo Sacramento. Il lato destro e la restante parte di quello sinistro sono invece decorati da altari in pietra serena, di gusto controriformato.

Di particolare interesse la tavola con San Francesco e storie della sua vita di Bonaventura Berlinghieri (1235), la prima che ci sia pervenuta con l'iconografia delle storie francescane.

L'arcone ogivale che separa il transetto dalla navata presenta affreschi trecenteschi, riferibili agli artisti che lavorarono nelle cappelle del transetto; esso riprende le medesime decorazioni sopra tali cappelle. Da segnalare le opere di Neri di Bicci, Domenico Crespi, Jacopo Ligozzi, Giovanni Martinelli, Bicci di Lorenzo e Antonio Vite.