Nel 1591 i camaldolesi decisero di costruire la chiesa attuale, su disegno di Bartolomeo Ammannati; i lavori terminarono nel 1611. Il monastero è documentato già nel 1043.

L'assetto odierno è privo di transetto, con gli spazi scanditi da lesene con capitelli dorici. Tre per parte sono le cappelle sistemate nel Seicento, dalle quali entro finte nicchie, si affacciano figure di Apostoli, dipinte nel 1617 da Ulisse Ciocchi, pittore di Monte San Savino, e da Giovan Battista Manzolini.

Nel 1631 fu costruito il campanile, mentre al 1711 risale il soffitto ligneo. Settecentesco è l'altare maggiore in marmo. Ad un collaboratore di Andrea della Robbia è attribuita la Madonna della Misericordia detta anche dei cocci. Il Sant'Andrea Zoerandro e Carlo Borromeo di Vincenzo Dandini (1658) e la Madonna Assunta tra santi di Bernardino Santini (1633) precedono la cantoria e la cappella sottostante, dedicata a San Giuseppe, entrambe dipinte da Salvi Castellucci tra il 1653 e il 1654. La cripta conserva un Crocifisso ligneo datato fine XIII-inizio XIV secolo.