Risale al X secolo la presenza a Settimo di un oratorio dedicato a San Salvatore, dove nel secolo successivo i conti Cadolingi chiamarono i benedettini cluniacensi a fondarvi un’abbazia. Nel corso degli anni il patrimonio della badia crebbe notevolmente grazie a donazioni e privilegi che le conferirono autorevolezza anche in territori lontani. Tale crescita non si arrestò neanche con l’insediamento dei Cistercensi dell’Abbazia di San Galgano, i quali realizzarono interventi strutturali importanti durante il XIII e XIV secolo, prodromi di ulteriori lavori avvenuti dopo l’assedio di Firenze del 1529 e l’alluvione del 1664. Nel 1783, dopo l’abbandono dei cistercensi, la chiesa assunse un secondo santo patrono, San Lorenzo, che fu inserito anche nel nome dell’abbazia.
La chiesa è il cuore del complesso fortificato e consiste in una basilica a tre navate di cinque campate, coperte a tetto e concluse, in origine, da absidi semicircolari. La facciata a salienti presenta varie fasi costruttive: il rosone gotico, il portale e il rialzamento dei fianchi rinascimentali, l’irregolare paramento di romanica memoria, realizzato con bozze di calcare, pietraforte e serpentino inquadrati da lesene. Sul fianco sinistro si trova la torre campanaria a base circolare e proseguimento esagonale.
Dalla chiesa e dal chiostro trecentesco dei Melaranci si raggiunge la cripta che al centro si sviluppa in tre navate con altrettante campate poggianti su colonne monolitiche, le cui basi probabilmente appartengono ad un pre esistente edificio di culto pagano.