Sorta come oratorio nei pressi del Mugnone, ha origini romaniche, risalenti al 1187. Il monastero fu occupato prima dagli Agostiniani, detti «polverosi» per il colore del loro saio, e poi dagli Umiliati. Nel 1322 la struttura passò alle monache del monastero di Santa Maria Maddalena delle Convertite in Borgo Pinti (l'attuale chiesa di Santa Maria Maddalena de' Pazzi), sollecitate da papa Eugenio IV che desiderava mettere in tale sede i Cistercensi.

L'interno, ad unica navata, conserva alcuni affreschi staccati del XIV-XV secolo: di Matteo di Pacino sono l'Annunciazione, il Martirio di san Sebastiano, San Giorgio e il drago e la Madonna della Cintola, mentre l'Adorazione dei Magi e la Nascita del Battista furono dipinti da Cenni di Francesco di Ser Cenni.

Di Gaetano Bianchi è il dipinto neogotico Pazzino de' Pazzi rende omaggio a san Donato (1880), lo stesso autore che restaurò anche gli affreschi, in particolare quello di Cenni di Francesco rifacendo la parte destra in alto (Annuncio ai pastori) e forse aggiungendo la data spuria del 1383. Inoltre vi si trovano un'Annunciazione di Raffaellino del Garbo, dalla chiesa di San Salvi, una Natività del Battista di pittore fiorentino del secondo Trecento, e una Madonna col Bambino a fondo oro di Arcangelo di Jacopo del Sellaio.