Le prime testimonianze scritte sulla pieve di San Donato risalgono al gennaio 989 quando viene nominata in un atto di donazione di alcune terre verso la Badia a Passignano.
La Pieve di San Donato in Poggio è una delle poche nel territorio del contado fiorentino a presentare del tutto inalterate le originarie forme romaniche, alle quali è stata ricondotta dai restauri effettuati a partire dal 1870.
L’ampliamento dell’edificio originario ingloba anche una struttura preesistente, probabilmente di origine longobarda sulle cui fondamenta fu costruito un campanile, che infatti si inserisce in modo irregolare nella planimetria della Chiesa.