Verso la fine del '200 esisteva nel luogo occupato dall'attuale piazza, circondato da vigneti, un piccolo oratorio chiamato Santa Maria delle Vigne. Affidato a dodici frati domenicani nel 1221, fu ricostruito nel 1279 ed ampliato nella forma attuale che comprende la Chiesa ed il Convento. I lavori si conclusero a metà Trecento e compresero inoltre la costruzione del campanile, dei chiostri, delle cappelle adiacenti alla chiesa e di una serie di archi detti "avelli" che circondano un antico cimitero. La facciata fu terminata nel 1470 e l'opera, sponsorizzata dal rappresentante della famiglia più importante del quartiere, Giovanni Rucellai, fu affidata a Leon Battista Alberti che progettò anche il grande portale centrale e la parte superiore. Il rivestimento marmoreo, caratterizzato da intarsi di marmo bianco e verde, si ispira ad altri edifici religiosi del tempo come il Battistero e la Chiesa di S. Miniato al Monte. In questa chiesa domenicana insegnò San Tommaso e qui si svolse il Concilio di Firenze dove venne ratificata l'unione della Chiesa d'Oriente e della Chiesa d'Occidente. L'interno è a croce latina; le tre navate sono divise da pilastri polistili che sorreggono archi a sesto acuto. Numerose opere d'arte arricchiscono la chiesa, fra questi la Trinità di Masaccio, il Crocifisso di Giotto, il Diluvio di Paolo Uccello, nonchè numerosi affreschi del Ghirlandaio e il pulpito disegnato dal Brunelleschi (metà del sec XV) da cui i domenicani si scagliarono per primi contro le scoperte di Galileo Galilei. Splendidi anche gli affreschi di Paolo Uccello che si trovano nel Chiostro verde, così chiamato dal colore rosso-verde delle pitture e quelli di Andrea di Bonaiuto, che rivestono il Cappellone degli Spagnoli, sala capitolare del convento, diventato nel '500 il luogo dove si radunava il seguito degli spagnoli alla corte di Eleonora di Toledo, moglie del granduca Cosimo I de' Medici.