La basilique commence sa construction le 3 mai 1294, par volonté des franciscains pour être plus proche du peuple (a cote de la basilique se trouve l'Arno, qui était utilise autrefois pour le travail de la laine). Après un début prometteur, la basilique tarde a se finir et en 1385 le chantier s'arrête, en laissant la façade incomplète.
Il faudra attendre Niccolò Mattas en 1850 pour pouvoir admirer la façade actuelle. Pour son projet, il s'inspire des différentes maquettes qui avaient être proposé au fils des siècles.
La basilique deviendra, malgré elle, le symbole des innondations qui ont touché Florence le 4 novembre 1966, et qui fera énormément de dégâts humains et artistiques.
Encore aujourd'hui la place de la basilique est utilisé pour de nombreuses manifestations dont le calcio storico. Véritable institution à Florence, ce sport est disputé par 4 équipes, qui représentent les différents quartiers historiques de la ville.