Elle fut construite quelque temps après l'an 1000 sur l'Oratoire pré-existant bâti par San Miniato, le premier évangéliste et martyr chrétien de Florence.

Victime des persécutions de l'empereur Decio (249-251) on dit que Miniato était peut-être un prince arménien: la légende raconte qu'après avoir été décapité, il ramassa sa tête, la remit sur son cou et s'en alla mourir dans la grotte sur le mont alle Croci où il vivait en ermite et où ensuite on construisit l'oratoire et l'église portant son nom.

La construction du temple, qui reste un des plus beaux exemples de pure architecture romane florentine, commença en 1018 grâce à l'évèque Ildebrando et se poursuivit jusqu'en 1207. La façade fut réalisée en marbre blanc de Carrara et vert de Prato (XII-XIIIè siècles) et divisée en deux ordres reliés entre eux par des marqueteries de forme rhomboidale qui font allusion à l'opus reticolatum, tissage mural romain typique de l'âge impérial, qui fut également repris par Leon Battista Alberti pour les bases du Palais Rucellai.

L'église de San Miniato a été construite pendant le 12ème et 13ème siècles par dessus une ancienne église et elle est caractérisée par trois nefs et un choeur surélevé au-dessus de la crypte.

Cette église n'est pas seulement célèbre pour ses grandes mosaïques et ses fresques de style gothique, mais aussi pour la chapelle où un cardinal portugais a été enterré. Dans cette chapelle, les trois grands artistes de la Renaissance Pollaiolo, Rossellino et Della Robbia ont créé ensemble une atmosphère splendide d'une harmonie absolue.