I frati francescani arrivarono a Firenze negli anni di poco successivi alla morte di S. Francesco, avvenuta nel 1226 e scelsero una zona inospitale, posta al di fuori delle mura dove fondarono un oratorio che fu prima ingrandito e poi del tutto ristrutturato dal 1252.
Questa prima costruzione divenne presto insufficiente e fu sostituita da quella attuale, iniziata su progetto di Arnolfo di Cambio a partire dal 1295. Le grandi fabbriche arnolfiane degli anni Novanta sono Santa Croce, Santa Maria del Fiore e il Palazzo dei Priori, perché Arnolfo lavorava per la Signoria fiorentina e non c’era un progetto che lui non controllasse. È il grande architetto del Comune che diventa Signoria, l’interprete che progetta questa idea del convento di Santa Croce, con la Basilica, i chiostri, il Capitolo e la Sagrestia. La Sagrestia comunica con la Chiesa perché è il luogo in cui si custodiscono gli arredi sacri e oggi vi troviamo il famoso Crocifisso di Cimabue.
Alla morte di Arnolfo nel 1302 dovevano essere terminati con tutta probabilità il coro e il transetto con le cappelle, mentre la basilica doveva essere terminata intorno al 1385 e consacrata più tardi nel 1443 da papa Eugenio IV.
La facciata (1853 – 63) è opera di Niccolò Matas. La facciata neogotica come il campanile realizzato da Gaetano Baccani (1847).
La basilica di Santa Croce è famosa nel mondo per i due cicli di affreschi di Giotto che per l’incredibile sequenza di sepolture monumentali presenti al suo interno, le tombe degli italiani illustri, tra i quali spiccano Galileo Galilei, Michelangelo, Machiavelli.