Le prime notizie della chiesa risalgono al 1002, quando viene definita come Ecclesia Sancti Benedicti extra muros civitatis Florentiae; in effetti, a quell'epoca la chiesa si trovava al di fuori della cinta muraria carolingia.

Fu una delle 36 antiche parrocchie fiorentine, era dotata di beni economici fuori Firenze ed alcuni suoi Rettori si trovano citati in vari documenti fin dal 1127. Spesso nei documenti è indicata vicino alla Cattedrale di Santa Reparata e alla vicinissima Chiesa di San Pietro in Coelorum, detta dal popolo più frequentemente San Pietro in Celidoro, e quindi la troviamo ricordata anche come Santa Reparata.

San Benedetto è l'unica Chiesa di Firenze dedicata al Santo fondatore del Monachesimo occidentale, oggi anche patrono d'Europa: Benedetto da Norcia (480-547). Ad una sola navata, si apriva verso la piazza dei Bonizzi (è citata anche come San Benedetto ai Bonizzi) mentre aveva sul retro l'attuale Via dello Studio.

Sul fianco sud correva un vicolo su cui si apriva una porta laterale. Rammentata il 5 maggio 1032, fu probabilmente governata dalla famiglia Tedaldini, potenti ed irriducibili ghibellini. Nel 1340, con l'idea di ampliare lo spazio intorno alla nuova cattedrale, la chiesa di San Benedetto dovette rinunciare a gran parte della vecchia canonica. Rimase sotto il patronato dei Tedaldini fino al 1416, quando Bartolommeo di Giovanni Tedaldini vi rinunziò a favore dell'ospedale di S. Maria Nuova. Nel 1418, parte delle case circostanti per lo più appartenenti ai Tedaldini ed ai Visdomini furono comprese nel nuovo recinto della canonica del Duomo il cui muro di cinta attraversa, rimpiccolendola, la piazza di fronte alla chiesa, tanto che fu necessario aprire un nuovo ingresso verso la piazza delle Pallottole.

Sappiamo poi che durante queste trasformazioni la chiesa fu congiunta a quella di San Pietro in Celoro, dal Vescovo di Firenze Francesco Silvestri da Cingoli (a Firenze dal 1323) e in seguito ne fu passata la gestione all'Opera del Duomo poiché, per volere di Sant'Antonino, diventasse una feconda biblioteca. Nel 1700 la chiesa, denominata ora anche San Benedetto in Canonica, fu ceduta dall'ospedale di Santa Maria Nuova all'Opera di Santa Maria del Fiore per richiesta dell'Arcivescovo Leone Strozzi (a Firenze dal 1700) che intendeva costruire al suo posto un seminario. Iniziato l'abbattimento delle case verso il Duomo e la costruzione d'alcuni stanzoni, fu rilevata la larghezza insufficiente del luogo e fu decisa la sospensione dei lavori.

La chiesa fu così restituita all'ospedale di Santa Maria Nuova mentre i due stanzoni già costruiti rimasero proprietà dell'Opera del Duomo (1702). Il nuovo priore, Ranieri Lodi, la restaurò e vi aggiunse due altari laterali.
Nel 1769 fu soppressa, venute meno le funzioni parrocchiali. Nel 1771 passò alla Compagnia dei Bianchi e nel 1785 ritornò all'Opera del Duomo che la cedette però alla Compagnia di San Zanobi. Tornata quindi sotto la giurisdizione dell'Opera fu adibita a 'scuola' del Duomo.
Tutt'oggi si presenta con la versione architettonica settecentesca, con il soffitto a lacunari neoclassici dipinti, e, degna di nota, una tavola di Bernardo Veracini con San Zanobi che resuscita un fanciullo morto. Oggi la chiesa di San Benedetto, con annessa una sacrestia, dipende dal Capitolo di Santa Maria del Fiore.