La Basilica di Santa Maria Novella è una delle più importanti chiesa di Firenze e sorge sull'omonima piazza. Se Santa Croce era ed è un centro antichissimo di cultura francescana e Santo Spirito ospitava l'ordine agostiniano, Santa Maria Novella era per Firenze il punto di riferimento del terzo ordine mendicante, i domenicani.
La piccola chiesa di Santa Maria Novella (1049), sorta su un precedente oratorio (Santa Maria delle Vigne, IX secolo), fu concessa nel 1221 ai dodici frati domenicani giunti da Bologna guidati da Fra' Giovanni da Salerno due anni prima. La prima pietra di un nuovo e più ampio edificio fu posta nel 1279, mutando l'orientamento con la facciata verso sud, e fu completata alla metà del XIV secolo. Il progetto si deve a due frati domenicani, Fra Sisto da Firenze e Fra' Ristoro da Campi. Partecipò all'edificazione anche Fra' Jacopo Passavanti ed il campanile si deve invece a fra Jacopo Talenti. La chiesa, sebbene già conclusa nel Trecento, fu tuttavia ufficialmente consacrata solo nel 1420 da papa Eugenio IV in vista alla città.
Su commissione della famiglia Rucellai Leon Battista Alberti disegnò il grande Portale centrale, la trabeazione e il completamento superiore della facciata, in marmo bianco e verde scuro (terminata nel 1470). Tra il 1565 e il 1571 la chiesa fu rimaneggiata ad opera di Giorgio Vasari, con la rimozione del recinto del coro e la ricostruzione degli altari laterali, che comportò l'accorciamento delle finestre gotiche. Tra il 1575 e il 1577 fu costruita da Giovanni Dosio la cappella Gaddi. Un ulteriore rimaneggiamento si ebbe tra il 1858 e il 1860 ad opera dell'architetto Enrico Romoli.
Nella piazza retrostante la chiesa ha sede l'omonima stazione ferroviaria, una delle più importanti opere del Razionalismo italiano degli anni trenta (Michelucci ed altri). L'edificio, per la sua dislocazione dietro l'abside della chiesa, suscitò all'epoca polemice per il suo stile moderno, ma invece, rappresenta un esempio di esemplare integrazione tra nuovo ed antico.
Un importante restauro è stato effettuato nel 1999 con i fondi del giubileo, inseguito al quale per l'accesso alla chiesa è stato istituito un biglietto d'ingresso. Da aprile 2006 la facciata è di nuovo in restauro
A sinistra della chiesa, dall'antico ingresso del convento, si può accedere al Museo di Santa Maria Novella, che permette di vistare gli affreschi del Chiostro Verde e del Cappellone degli Spagnoli; esso espone una collezione di dipinti, reliquiari, arredi sacri, parati ed altri oggetti appartenuti al complesso domenicano. Sulla lunetta d'imgresso del Museo esisteva un affresco di Masaccio, putroppo andato perduto ma pervenutoci tramite alcune copie.
Sul lato meridionale della piazza si trova la loggia dell'Ospedale di San Paolo, fondato nel XIII secolo ed ispirato al brunelleschiano Spedale degli Innocenti, sempre a Firenze. Fu un ospizio per pellegrini, amministrato dai terziari francescani e dal 1345 divenne anche un ospedale. Passato nel 1451 sotto la direzione dei Buonomini di San Martino, fu ampliato e venne eretto il portico.
La serie di medaglioni in terracotta invetriata con Santi francescani e le Opere di Misericordia fu eseguita da Andrea della Robbia, che è anche l'autore della lunetta con l'Incontro fra San Francesco e San Domenico (1495 ca.) situata sul portale della chiesa a testimonianza dell'amicizia fra i due ordini mendicanti che occupavano la piazza. Il Granduca Pietro Leopoldo, dopo la soppressione degli istituti religiosi alla fine del Settecento lo destino a scuola, per questo oggi è conosciuto anche come ex-Scuole leopoldine. Dal 1 novembre 2006 ospita il Museo Nazionale Alinari della Fotografia.
Nel 1592 Ferdinando I de' Medici istituì il primo ospedale per convalescenti della città, dotato fra l'altro di un orto soleggiato per le ore ricreative. Soppresso nel 1780, divenne sede delle Scuole Leopoldine.
I due obelischi sono antichi, ma la sistemazione delle aiuole e dei camminamenti risale agli anni '30 del Novecento, ed è già stata modificata più volte.
Tra i palazzi della piazza sono interssanti il Palazzo Pitti Broccardi, a sinistra uscendo dalla chiesa, già residenza di Luca Pitti prima di trasferirsi nel Palazzo Pitti da lui commissionato. Una targa lo ricorda e un'altra è dedicata invece a Gaetano Baccanti, che qui abitò e morì nell'Ottocento.
La piazza, per le sue grandi dimensioni, si prestava allo svolgimento di numerose feste e manifestazioni cittadine che prevedevano un'ampia partecipazione di pubblico. Con Piazza Santa Croce e con Piazza Santo Spirito, Santa Maria Novella era infatti uno degli spazi urbani preferiti per il gioco del Calcio.
