È ricordata fin dal 982, con la denominazione di San Leolino a Flacciano, in una pergamena dell’Abbazia di Passignano ma da due frammenti scultorei conservati all’interno si può ipotizzare che la chiesa abbia un’origine ancora più antica.
L’attuale edificio risale al XII secolo come si può dedurre dalle caratteristiche strutturali e stilistiche. In epoca medievale la chiesa ebbe una grande importanza e da essa dipendevano 14 chiese suffraganee, tra cui quella interna al Castello di Panzano. Nel 1508 il patronato della chiesa passò all’ospedale di fiorentino di Santa Maria Nuova e dal XVI secolo iniziarono i lavori di restauro e trasformazione che dettero alla chiesa l’aspetto esteriore ancora oggi visibile.
