Il complesso, costituito da chiesa e monastero, edificato per le Benedettine nel 1393 sulla riva meridionale dell’Arno, è attualmente di proprietà privata e sorge su parte di un’area chiamata nel bassomedioevo tegularia per la presenza di fornaci di mattoni e di ceramica, attestate anche da alcuni ritrovamenti archeologici avvenuti all’interno del monastero. L’edificio subì massicce ristrutturazioni nel XVI secolo, in seguito al passaggio delle monache all’Ordine di Santo Stefano (1565), e ancora nel XVII secolo, che portarono alla creazione della semplicissima facciata, che prospetta su piazza San Paolo a Ripa d’Arno, e del campanile quadrangolare coperto a piramide.
Nei lavori del 1643 furono distrutti quasi totalmente gli affreschi quattrocenteschi di Benozzo Gozzoli rappresentanti Storie di San Benedetto, di cui un frammento staccato si conserva nella sede centrale della Cassa di Risparmio di Pisa, in piazza Dante.
L’attuale facciata neogotica è invece frutto del lavoro di riprogettazione del rivestimento della facciata lungo il fiume, realizzato nel 1850 dall’architetto Domenico Santini che ne studiò la ripartizione in tre edicole di colore rosso scuro, raccordate da due paramenti in terra gialla, decorati entrambi con elementi in cotto. L’utilizzo di finestre in stile “gotico fiammeggiante” costituisce una novità per le consuetudini architettoniche pisane. L’intervento del Santini ebbe un carattere più estetico che funzionale, dal momento che le monache stesse avevano fatto risanare l’edificio a proprie spese, appena nel 1814, condizione che era stata loro imposta da Ferdinando di Lorena per mantenerne il possesso. Gli altari, smontati nel 1889, sono attualmente conservati nella chiesa parrocchiale di Navacchio.