La chiesa di Santa Maria in Gradi così come la vediamo oggi è stata costruita sul progetto del 1591 di Bartolomeo Ammannati, in epoca di tardo manierismo. Alla morte dell'Ammannati nel 1592,i lavori furono seguiti da Giorgio Vasari il Giovane, autore nel 1607 del disegno dell'altare maggiore, in marmo bianco con ornamenti in marmo policromi. Nel 1611 i lavori furono ultimati, il campanile su disegno di Giuseppe Betti venne costruito nel 1631-32; il soffitto in legno risale al 1711. Al suo interno la chiesa presenta pregevoli opere tra cui una tela di Vincenzo Dandini, pitture di Salvi Castellucci, una tavola in terracotta invetriata con la Madonna della Misericordia di Andrea della Robbia. Attraverso due ingressi, dall'interno si può accedere alla Cappella del Crocifisso, ovvero la cripta dell'antica chiesa altomedioevale attribuita alla fine del IX-X sec.; sopra la quale nel 1592 venne ricostruita l'attuale struttura.