Il complesso risale al tardo quattrocento, ingrandito progressivamente e più volte modificato, sia dopo un grave incendio nel 1596 che dopo i bombardamenti della seconda guerra mondiale.
La costruzione del tempio risale al 1484, a seguito del già descritto miracolo di “Monna Tancia”; basilica dal 1929, è stato elevato a Santuario Mariano nel 1986. Pur procedendo per linee orizzontali, confermate dalla cancellata, la massa architettonica prende movimento dallo slanciato portico terreno con scalinate e dalla serie di finestre arcuate del primo piano, culminando nel frontone a triangolo addentellato, nelle quattro statue (dei Santi Agostino, Giovanni Battista, Lorenzo e Francesco) e nel campanile cuspidato. Al centro della parete di fondo dell’atrio tra le due scale è posta una grande terracotta invetriata policroma di Giovanni della Robbia del 1513 raffigurante l’Assunzione.
All’interno del Santuario si accede attraverso due scalinate e grandi porte lignee datate 1697: tre grandi navate, scandite da tre campate su colonne monolitiche, capitelli corinzi ed archi ribassati. Le volte cupoliformi sono state affrescate alla fine del seicento da Giuseppe Nasini e Vincenzo Ferrati. L’altare maggiore (dietro cui è posta una Madonna con bambino di scuola fiorentina trecentesca) è stato ricostruito dopo il 1596 su progetto di Bernardo Buontalenti.
A sinistra dell’altare sono affrescati tre momenti del miracolo di Monna Tancia, il cui aiuto, secondo Vasari, è un allievo del Perugino. Dopo il 1720 fu costruita ed unita alla chiesa vecchia una grande cappella, ricostruita completamente dopo i bombardamenti del 1944, alla fine degli anni cinquanta.
