Nel 1211 San Francesco, giunto a predicare in questa regione, ricevette in dono dal Comune di Carmignano un terreno. Bernardo di Quintavalle vi edificò un convento con un oratorio, a cui si aggiunse intorno al 1330 circa l'attuale chiesa intitolata a san Francesco. Trasformata nella zona presbiterale nel Cinquecento, nel 1782 la chiesa diventò sede della pieve di San Michele, prima situata ai piedi del castello. Nel frattempo, la chiesa era stata dotata di snelli loggiati sia nel chiostro che in facciata (1773).

Principale attrattiva della chiesa è la Visitazione (1528-1530 circa) del Pontormo, eseguita per un altare di patronato della famiglia Pinadori: inquietante e mirabile capitolo del primo manierismo fiorentino.