La chiesa fu costruita presso l'Arno alla fine del '200 per opera degli Umiliati che vi si stabilirono con un grande convento. Gli Umiliati, inoltre, iniziarono una fiorente attività nel campo dell'industria della lana, e nell'Arno, all'altezza della loro chiesa, fecero costruire la Pescaia di Santa Rosa che serviva per incanalare l'acqua in canali per muovere le pale di mulini e gualchiere per la lavorazione del tessuto.
L'attività fu fiorente finché entrò in declino nel '500. Inoltre l'ordine fu soppresso a causa di contrasti avuti con San Carlo Borromeo. Nel 1571 il Granduca Cosimo I vi fece installare nel cenobio di Ognissanti i Frati Minori Osservanti. Essi prima si trovavano fuori le mura, presso la chiesa di San Salvatore al Monte, e durante l'assedio del Lanzichenecchi ebbero a subire danni e razzie. Quindi era da tempo che chiedevano per la sicurezza di poter essere trasferiti dentro le mura. E così furono accontentati. I francescani vi trasferirono anche la titolatura della chiesa di San Salvatore e da quel momento la chiesa in riva all'Arno si è chiamata San Salvatore in Ognissanti. Oltre al titolo del santo vi trasferirono anche un'importante reliquia: il saio che San Francesco aveva indossato alla Verna quando ricevette le stimmate.
Durante il '600 la chiesa fu restaurata in forme barocche, sia la facciata che l'interno. La facciata è del 1637, opera di Matteo Nigetti. In origine era in pietra forte di Fiesole, quindi era scura, come Santa Trinita o San Gaetano, ma a causa del suo deterioramento nel 1872 fu ricostruita identica, ma con l'uso del travertino, pietra che non è nella tradizione dell'architettura di Firenze. Visto che la nuova facciata fu finanziata dal comune di Firenze, su di essa vi campeggia lo stemma comunale al posto di quello mediceo come era nella facciata originale. Sopra il portale campeggia una lunetta di Benedetto Buglioni del 1510 circa raffigurante l'incoronazione della Vergine.
L'interno ad un'unica navata è scandito ai lati da diversi altari incorniciati da edicole di gusto rinascimentale. Ogni altare era di patronato di una ricca famiglia della parrocchia. Tra esse c'è anche quella della famiglia Vespucci con affreschi di Domenico Ghirlandaio raffiguranti la Deposizione e la Madonna della Misericordia che tiene sotto il suo mantello gli esponenti della famiglia Vespucci, ivi compreso un giovane Amerigo.
I Vespucci, che furono i maggiori finanziatori della chiesa ebbero il loro stemma al centro dell'abside. Nel transetto si aprono diverse cappelle, soggetti ognuno di un video a parte.
L'opera più celebre qui custodita è il bellissimo crocifisso dipinto di Giotto.