La iglesia, documentada a partir del año 1086, fue rectoría regular Agustina desde 1132. Estuvo bajo el control de las monjas Dominicas de San Agustín de Via Romea desde 1472 hasta 1808, cuando el monasterio fue suprimido. En 1819 el edificio fue nuevamente abierto al culto y se convirtió en la sede de la cofradía de Santa Bárbara y de la Natividad de María. La iglesia siguió celebrando hasta mediados del siglo XX. Actualmente, ya desconsagrada, alberga la Gipsoteca de Arte Antiguo de la Universidad de Pisa.
En la parte inferior de la fachada pueden reconocerse los elementos decorativos típicos del románico pisano, ya introducidos con la construcción de la Catedral: arcos ciegos de medio punto, pilastras, losanges y óculos, incrustaciones de mármol bicromas, protomos humanos y animales que dominan simbólicos capiteles, atribuibles al taller de Biduino (finales del siglo XII). En cambio, la parte superior, de controvertida fecha, fue realizada con ladrillos y piedra panchina livornese.
Presenta un poderoso campanario de ladrillo, que probablemente se remonta al siglo XIII, lo cual contrasta con la fecha “1595” inscrita en la base, que posiblemente recuerde una de las restauraciones.
El interior fue sensiblemente modificado por las monjas para obtener una pequeña iglesia dentro del convento, sacrificando así el ábside y los frescos del siglo XIV. Aún pueden apreciarse las columnas con capiteles medievales que se alternan con restos de estucos de los siglos XVIII-XIX. Recientes obras de restauración han permitido recuperar huellas de pinturas de los siglos XII-XIII.
La iglesia presta su nombre también a la plaza, que, fruto de una ampliación del siglo XIX, ya no conserva las dimensiones medievales, sino que ha acabado expandiéndose en dirección a Via dei Mercanti, en la que pueden observarse valiosas casas-torre de los siglos XII y XIII. A la plaza se asoma la parte trasera del Teatro Verdi y la Corte de Asís, del siglo XIX.