Eretta dai monaci benedettini nel XIII sec. è dedicata alle sante Flora e Lucilla, la chiesa si apre sull’omonima piazza della Badia, sede delle Poste granducali dal Seicento all’Ottocento inoltrato ed oggetto di un recente ripristino. Alla metà del Cinquecento l’edificio è stato completamente ristrutturato, su progetto del Vasari. L’attuale facciata è il risultato di un discusso restauro del primo Novecento, ispirato a moduli romanico-gotici; originali, invece, la grande bifora, parte del portale e della fiancata su via Cavour.

Il caratteristico campanile ottagonale risale al 1650. L’interno, in stile manieristico, rivela la mano del Vasari; la cupola principale, effetto illusionistico creato da una finta prospettiva dipinta su tela, è opera di Andrea Pozzo (1702). Di notevole interesse, a sinistra dell’ingresso, l’affresco di Bartolomeo della Gatta raffigurante S. Lorenzo (1476); a destra un grandioso Crocifisso, dipinto su tavola da Segna di Bonaventura (1319); vicino all’altare maggiore in legno, originariamente costruito dal Vasari per la Pieve di S. Maria, un ciborio marmoreo attribuito a Benedetto da Maiano.