I monaci Agostiniani, insediatisi a Pistoia già dalla seconda metà del XII secolo, decisero di stabilirsi in città dove la loro attività religiosa sarebbe stata più efficace. Si stabilirono, come gli altri Ordini mendicanti, immediatamente all'esterno del secondo cerchio di mura, in una zona libera a lungo ricordata come il Prato a San Lorenzo. La costruzione della chiesa ebbe inizio nel 1267 su una pianta semplice, ad aula unica, ma con uno sviluppo volumetrico impegnativo.

Soppressi gli Agostiniani nel 1810, il convento fu abitato dal 1814 1l 1871 dai Cappuccini; da allora e fino al 1945, per gli ampi spazi che offriva, fu destinato a caserma e distretto militare con tutte le conseguenze che comportò: smembramento e tramezzi deturparono i cicli pittorici presenti nell'intero complesso, ma soprattutto nella chiesa, sul cui portale di accesso se ne può vedere un bel saggio recuperato dai recenti restauri del convento.