L'église et le couvent ont été construits par des religieuses bénédictines de S. Paolo à Pugnano, près de Pise, à partir de 1407. Ils s'étaient d'abord installés à S. Anna al Renaio en 1275 et de là à S. Maria di Barbaricina.

L'Église, consacrée en 1427, fut rénovée par Girolamo Ammannati au début du XVIe siècle et rouverte pour le culte en 1584. Entre 1741 et 1747, elle fut à nouveau complètement restructurée par les deux frères Melani, architectes et peintres de Pise, lui donnant l’apparence que nous voyons aujourd’hui. Le couvent a été supprimé en 1786 et en 1809 a été transformé en un pensionnat pour filles; En 1987, il devint la patrie de la Scuola Superiore di studi universitari e di perfezionamento di Sant’Anna.

La décoration de la façade est simple: chapiteaux et moulures en stuc, fronton avec vases aux angles, porte en marbre sculpté et fenêtre au-dessus. Le clocher est en brique avec un toit en forme de cuspide.

L'intérieur est une salle unique précédée d'un atrium à voûtes croisées reposant sur quatre piliers. Il y a un orgue, construit en 1850 par Nicodemo Agati, dans la galerie ci-dessus. Les fenêtres sont décorées de stucs. Douze incrustations en stuc blanc représentant des saints et des prophètes ont été exécutées par Giovanni Frullani en 1747. Toutes les autres décorations sont en stuc.

Le long des murs sont quatre autels d'Andrea Vaccà, datant de 1740, avec des peintures de la même date. L'autel principal orné, avec des anges au-dessus du fronton, est en stuc et en marbre; il a été construit pour le grand crucifix en bois du début du XIVe siècle de l'école bourguignonne, autrefois dans la cathédrale et maintenant exposé au musée de l'Opéra del Duomo.