A metà di via Calzioli, fra il Duomo e Palazzo Vecchio, sorge una importante costruzione gotica a forma di dado, completamente ornata sui quattro lati da una serie di nicchie che ospitano statue di santi in marmo e in bronzo. E' la chiesa di Orsanmichele che per la sua forma inusitata, per la sua destinazione originale e per la sua storia,deve essere considerato uno degli edifici sacri più singolari di tutta la cristianità. In origine esisteva qui un monastero femminile che possedeva vasti terreni coltivati ad orto. Un primitivo oratorio venne sostituito, alla metà dell'VIII secolo, da una piccola chiesa dedicata a San Michele Arcangelo, chiamata San Michele in Orto,il nome Orsanmichele è solo una corruzione popolare del nome dell'antica chiesa. Questa venne abbattuta, nel 1240, dal comune di Firenze quando si rese necessario realizzare, in questa zona della città, di un ampio spazio destinato al commercio del grano. Nel 1290 Arnolfo di Cambio costruì per questo scopo un edificio provvisto di loggiati coperti e di magazzini che venne però distrutto da un incendio nel 1304. All'interno della loggia vi era un'immagine della Madonna venerata dai fiorentini. In seguito,per soddisfare la duplice esigenza del culto e della conservazione, per i tempi di carestia, delle scorte eccedenti di frumento, l'edificio venne interamente ricostruito nel suo aspetto attuale.
Fra il 1337 e il 1400 circa, la chiesa venne ricostruita dagli architetti Francesco Talenti, Neri di Fioravante, Benci di Cione e Simone Talenti, di maggiori dimensioni e a pianta rettangolare. La parte inferiore dell'edificio, venne affidata alla corporazione delle Arti che vi collocò all'esterno le immagini dei loro santi patroni, venne riservata al culto. Nel 1380 l'edificio venne sopraelevato di due piani, usati come magazzini per contenere il grano, vennerò così chiuse le arcate inferiori da Simone Talenti. L'edificio era sede della confraternita della Madonna di San Michele in Orto. Nel 1569 Cosimo I affidò i lavori di adattamento per i saloni ai piani superiori al Buontalenti, per insediarvi l'Archivio Notrile. Dalla metà del XIX secolo fino ad oggi la chiesa ha subito notevoli retauri. Nel 1996 venne aperto il Museo di Orsanmichele ai piani superiori, che ospita le sculture che si trovano all'esterno, sostituite da copie. All'ultimo piano sono raccolte piccole sculture che decoravano le colonnine delle trifore esterne, anche se molto danneggiate e quasi illeggibili. Per accedere ai piani superiori esiste una ripida scala a chiocciola, ma si può passare dal Palazzo dell'arte della Lana, attraverso l'archetto che collega i due edifici. IL secondo passaggio è quello che viene utilizzato per entrare al museo. Al piano inferiore si trova la chiesa dedicata a Sant'Anna, che possiede una rarissima struttura a due navate, coperta da sei volte a crociera che sostengono i saloni superiori.
L'esterno di Orsanmichele è un eccezionale antologia di capolavori della scultura fiorentina gotica e rinascimentale. Le sculture in marmo e in bronzo che circondano, all'interno di nicchie, i quattro lati di Orsanmichele rappresentano i santi patroni delle arti, maggiori e minori. Le corporazioni professionali facevano a gara per assicurarsi gli artisti migliori, questo spiega il livello eccezionalmente alto delle sculture. Quesi tutti i grandi scultori del '400 fiorentino vi hanno lavorato. Nell'800 vennero effettuate delle copie di alcune statue, utilizzando materiali diversi da quelli originali; alcune nicchie sono vuote perchè non sono ancora state effettuate le copie. Le sculture e gli scultori sono: del 1399 è la Madonna della Rosa in marmo, di Niccolò di Pietro Tedesco. Fra il 1408 e il 1414 Dontello realizzò il San Pietro in marmo. Di Nanni di Banco sono i Quattro santi coronati in marmo, realizzati fra il 1410 e il 1412; alla base del tabernacolo si trova il rilievo con i Santi intenti all'opera di sculture. Fra il 1411 e il 1413 Donatello realizzò il San Marco, in marmo. Di Nanni di Banco è anche il Sant'Eligio, in marmo, realizzato fra il 1411 e il 1415. Sempre suo è il San FIlippo in marmo, realizzato fra il 1412 e il 1414. Lorenzo Ghiberti realizzò il San Giovanni Battista in bronzo, fra il 1412 e il 1416. Di Niccolò di Pietro Limberti è il San Giacomo Maggiore in marmo del 1415. Sempre di Donatello è il San Giorgio in marmo realizzato fra il 1415 e il 1417, sostituito ora da una copia, l'originale si trova al museo del Bargello. Sulla base si trova il rilievo con San Giorgio che libera la principessa dal drago. Fra il 1419 e il 1428 Lorenzo Ghiberti realizzò Santo Stefano e San Matteo entrambi in bronzo.Di Andrea del Verrocchio è l'Incredulità di San Tommaso in bronzo, realizzato fra il 1467 e il 1483, in sostituzione al San Luigi di Tolosa in bronzo dorato, di Donatello del 1413, spostato in Santa Croce. Baccio da Montelupo realizzò nel 1515 il San Giovanni Evangelista in bronzo. Infine il Gianbologna nel 1601 realizzò il San Luca in marmo.
All'interno, ornato di affreschi e di stupende vetrate policrome dell'inizio del XV secolo, l'attenzione è soprattutto calamitata dal Tabernacolo marmoreo della Vergine, capolavoro insigne della civiltà gotica fiorentina. Opera di Andrea Orcagna fu realizzato fra il 1349 e il 1359, a onore e gloria di Maria Vergine, con i denari offerti dai fiorentini durante la peste del 1348. Fitto di guglie, bassorilievi e pinnacoli, ornato di dorature e di tarsie marmmoree, l'edicola è concepita come un prezioso pezzo di orificeria: le Storie della vita della Vergine circondano il basamento, mentre la parte posteriore è occupata da un grande bassorilievo con la Morte ed Assunzione di Maria. La tavola sull'altare con la Madonna fra angeli è opera di Bernardo Daddi del 1347. Gli affreschi del Xv secolo vennero ricoperti nel XVIII secolo e riportati alla luce nei restauri del XIX secolo. Ornavano i pilastri, le pareti e gli spicchi delle volte. Il ciclo delle volte venne eseguito fra il 1398 e il 1399 e rappresenta i personaggi dell'antico e del nuovo testamento. Le vetrate sulle lunette delle trifore sono del IV secolo, realizzate da Niccolò di Pietro Tedesco, con le Storie dei miracoli di Maria e dell'immagine miracolosa della Madonna di Orsanmichele. Sull'altare di Sant'Anna si trova il gruppo scultoreo in marmo di Francesco di Giuliano da Sangallo con la Vergine col Bambino e Sant'Anna del 1526. Grazie ad una donazione effettuata da una cittadina americana la chiesa ha potuto restaurare e realizzare i calchi delle statue esterne. Nella chiesa, alla sinistra dell'altare, è posto un organo meccanico.