Kyrkan och angränsande kloster, som tillhörde benediktinska nunnor, inleddes i cirka 1027 och byggdes på grunden till en tidigare kyrka.Under det följande århundradet förstorades kyrkan men revs delvis i cirka 1350. Dödligt skadad av eld 1607, den omstrukturerades, förkortades och delades upp i två delar, med en för nunnorna separerade från församlingen.

I början av 1700 -talet var kyrkan helt omstrukturerad och dekorerad.Det viktigaste arbetet genomfördes av Melani -bröderna som gjorde det frescoed -taket, med St.St. Benedicts död och Ekstasy of St. Benedict: Efter undertrycket av klostrarna blev S. Matteo en församlingskyrka.

Klostret skadades ofta under århundradena av översvämningen av Arno och var särskilt förstörd under det senaste kriget, när det frescoed taket i nunnkyrkan förstördes.
Utgrävningen 1947 avslöjade resterna av den ursprungliga kyrkans aps, ungefär två meter under nuvarande marknivå.Romansk arkitektur kan ses på den yttre högra väggen i kyrkan och i klockstapeln.Den medeltida klostret syns genom att komma in i Museo Di S. Matteo;Det omformades på 1500-talet och har idag några av museumsrummen.

Några av de forntida kyrkamöblerna visas någon annanstans.Ett monumentalt kors med Christus Patiens från början av 1200 -talet visas nu i Museo Di S. Matteo.Ovanför det första altaret till vänster är ett korsfästelse från 1200-talet, men Kristi huvud målas om igen.