Fu fondato nel 1221 per il ricovero dei pellegrini e degli ammalati; nel 1403 venne sottoposto a lavori di ampliamento con lo scopo preciso di ricoverare gli ammalati dimessi dagli altri ospedali fiorentini affinché vi trascorressero il periodo di convalescenza. Qui i pazienti trascorrevano in media otto giorni di vitto ipercalorico in un ambiente confortevole, assistiti da infermieri e da oblate, prima di essere dimessi definitivamente e poter così ritornare a casa.

A prolungamento dell'Ospedale, nella seconda metà del Quattrocento fu costruito il loggiato comunemente noto come Loggiato delle Leopoldine per aver ospitato, nel Settecento, le scuole fondate dal Granduca Pietro Leopoldo. Composto da dieci arcate, vi si possono ancora ammirare i tondi con immagini di Santi eseguiti da Andrea della Robbia.

In seguito ad un sopralluogo effettuato dal medico granducale Antonio Cocchi, che denunciava l'inadeguatezza di questo istituto, nel 1780 Pietro Leopoldo ne decretò la soppressione ed il trasferimento dei beni all'Ospedale di Santa Maria Nuova.

Dalla fine del 2006 l'edificio accoglie la nuova sede del Museo di Storia della Fotografia Fratelli Alinari.