L’ex chiesa di San Lorenzo a Pistoia nasce per volontà del vescovo Guidaloste Vergiole, che nel 1272 destinò l’oratorio di San Antonio in Pantano ad un gruppo di fratelli Agostiniani, noti come eremiti, che avevano chiesto a Papa Innocenzo IV una sede all’interno della comunità pistoiese. Il 3 luglio 1272 fu posta la prima pietra e iniziarono così i lavori di costruzione del complesso.
Alla fine del XIV secolo l’interno della Chiesa di San Lorenzo era composto da un’unica navata caratterizzata da dodici altari, con una zona absidale costituita da tre cappelle a pianta quadrata. Durante il ‘400 e il’ 500 il complesso ha subito una prima ristrutturazione che ha interessato la facciata ed il tetto, oltre a una serie di modifiche per allineare l’aspetto della Chiesa con la tendenza artistica dell’epoca. In questa fase è stato sacrificato gran parte dell’apparato decorativo e architettonico originale ed è stata avviata la grande opera di costruzione dell’imponente campanile Fioravanti (1758).
Nel 1799, dopo che le truppe napoleoniche si stabilirono a Firenze, il complesso di San Lorenzo fu occupato da militari francesi per quasi tre mesi, che trasformarono parte dei locali in magazzini mentre altri furono convertiti in spazi privati. Nel 1815 il complesso venne ceduto ai frati cappuccini e nel periodo tra il 1816 e il 1866 vennero redatte due relazioni tecniche che portarono alla luce le gravi condizioni in cui riversava il campanile, portando all’ipotesi di abbassarlo e di riempirlo di pietre di grandi dimensioni.
In seguito all’abolizione degli ordini, il 30 luglio 1877, la chiesa viene ceduta al genio militare e trasformata in distretto (Distretto Militare F. Ferrucci). L’assetto attuale deriva da quest’ultima significativa trasformazione.
Sulla facciata, il timpano viene rimosso e viene realizzata una testa a padiglione. Il volume dell’intera chiesa è stato suddiviso in tre parti da due solai in legno, sostenuti da nove setti trasversali disposti ad interasse costante corrispondente al doppio dell’interasse delle capriate. I setti, al piano terra e primo piano, sono costituiti da quattro pilastri, di cui quelli terminali addossati alle pareti laterali della Chiesa, collegati da archi a tutto sesto. Le due cappelle laterali sono state ampliate fino a raggiungere il filo posteriore della cappella maggiore. La cappella a sinistra dell’altare è stata demolita per ricavare lo spazio necessario per realizzare una scala in muratura.