La chiesa di Sant’Andrea a Luiano era situata nella corte castrense di Luiano, possesso carolingio nel luglio 1093. La prima menzione della chiesa risale ad un documento spedito da Papa Adriano IV in cui si confermavano i diritti della pieve sulle suffraganee.
Nonostante le esigue rendite presso la chiesa era attivo un romitorio agostiniano e nel 1338 venne acquistata una campana. La chiesa venne annessa alla pieve dell’Impruneta nel 1575. Qualche anno dopo il campanile venne dotato di una seconda campana e venne anche rialzato.
Gravemente danneggiata dal terremoto del 1895, venne inizialmente sommariamente restaurata. Un restauro più completo venne eseguito subito dopo la seconda guerra mondiale dall’architetto Guido Morozzi.
La chiesa è costituita da un’aula rettangolare a navata unica, coperta a tetto e dotata di un’abside semicircolare. La facciata a capanna è costituita da un portale con architrave in arenaria e da un arco a tutto sesto sovrastati da una monofora architravata. Sul fianco posto a sud si apre un portale laterale, probabilmente coevo alla costruzione dell’edificio. Il portale è architravato e archivoltato; accanto ad esso il paramento murario appare rifatto, infatti fino all’ultima guerra alla chiesa si appoggiava la canonica.
Il fianco nord è privo di aperture e vi appaiono ricuciture del paramento realizzate con barre di arenaria e tamponate con detriti; ad esso si appoggia la sagrestia. L’abside semicilindrica è aperta da una monofora coronata da un archivolto monolitico ed è concluso da una cornice a gola dritta. Sul fianco sinistro si eleva il campanile: della sua struttura originale rimangono solamente due pilastrini di calcare e la colonnetta che ora è stata riconvertita in leggio ed è collocata all’interno.